二聚酸聚酰胺热熔胶综述.docx

二聚酸聚酰胺热熔胶综述田剑书1、前言二聚酸型聚酰胺热熔胶是现有热熔胶中性能最好的一种，由二聚酸与二元胺或多元胺缩合而成。因该树脂中的酰胺基团与许多材料都有很好的亲和性，而且其极性强，能产生很大的分子间力，具有优异的热熔粘接性。它在室温下呈固态，而且在达到其熔点以后呈液态，它在熔融状态下，具有流动性和粘接能力，能很快地将物体粘合在一起，待冷却固化后即形成高强度的粘接。由于它是固态，因而根据需要可随意制成块状、薄膜状、条状或粒状，包装、贮运和使用都极为方便，不存在溶剂的毒害和易燃的危险。近年来市场需求量越来越大，广泛用于制鞋、制罐(包括罐头包装的边缝密封)、包装和书籍装订等领域；因具有突出的耐低温性能而用于冷冻苹果、桔子以及其他果汁的新型结构容器的粘接；因具有耐干洗性、耐强力洗涤剂、漂白剂及洗衣房与家庭的高温洗涤条件，对织物粘接强度大、使用方便而广泛用于织物的超强粘接；因具有必要的粘接力及优良的保气性而用于热缩性电缆套。2、组成及主要作用二聚酸型聚酰胺树脂是二聚酸与二元胺或多元胺进行缩聚反应后得到的产品，缩聚反应式如下：H2N-R-NH2 + nHOOC-R-COOHH-(NH-R-NH-CO-R-CO)n- OH+ (2n-1)H2O由于二聚酸的结构有多种，如非环结构、单环结构、双环结构等，不同原料制得二聚酸的结构组成不一。但不论何种结构的二聚酸均包含双键和羧基，从而都可与氨基缩聚形成聚酰胺树脂。二聚酸型聚酰胺是由大豆油脂肪酸、妥尔油脂肪酸或棉籽油酸的二聚酸与二胺缩聚而成的，常称之为脂肪酸聚酰胺或简称为聚酰胺。二聚脂肪酸与乙二胺缩聚生成无规则聚酰胺，它具有明显的熔点和快速的固化能力。随着二聚脂肪酸制造新工艺的开发，以及发现了较高分子量的聚酰胺的性能更高，实用性更强。生产聚酰胺树脂的原料主要有二元酸和二元胺及其它改性剂。二元酸一般采用二聚脂肪酸或其酯，国外主要来源于妥尔油脂肪酸，国内二聚酸多由精棉籽油酸、米糠油酸或工业油酸催化、聚合而成。二元胺主要是指伯二胺、仲二胺，常用的伯二胺有乙二胺、丙二胺、丁二胺、已二胺等。改性剂的种类很多，如链终止剂，它可以是C2-C20 的饱和或不饱和的脂肪酸。酸性改性剂有乳酸、羟基醋酸、a-羟基丙酸、蓖麻油酸等。胺性改性剂有羟基类胺、一元胺、多元胺等。二元酸、二元胺及改性剂在低温下酰胺化反应生成盐，再进一步加热到200280下，缩合成聚酰胺，反应时间28h，最终得到聚酰胺树脂。3、主要改性方向通常，二聚脂肪酸与乙二胺的缩聚物软化点为 105110，用碳链较短的己二酸、壬二酸或癸二酸部分代替二聚脂肪酸，可提高聚酰胺的软化点。另外，聚酰胺树脂的分子质量也可通过加入单体二元酸以及改变原料分配比的方式来加以调节。在二聚酸型PA热熔胶的改性研究中，共聚单体的选择更加多样化(酸的选择包括二聚酸、癸二酸和己二酸等，胺的选择包括乙二胺、己二胺、二聚胺、哌嗪和多胺等)，在共聚反应基础上再与丙烯酸酯类橡胶、聚乙烯(PE)蜡和增粘树脂等组分进行共混改性，可进一步提高热熔胶的柔韧性和粘接。另外，随着二聚酸型PA热熔胶用量的逐年上升，如何降低成本也成为其研究方向之一。3.1 化学改性3.1.1 引入新的共聚单体引入了新的肼类共聚单体和一取代基杂环二胺类共聚单体，制取的二聚酸型PA树脂不仅具有良好的耐低温性能和较低的吸水率，而且粘接强度也有所提高。此外，引入杂环胺类、肼类和肛烃基取代二胺类，引人聚醚胺共聚，调节分子量，然后将两种PA以一定比例混合，并混配少量PE蜡和其他助剂，最终制得一种新型的PA热熔胶。该热熔胶具有良好的耐低温性能和优异的粘接性能。采用二聚酸、共聚酸(己二酸、癸二酸)、乙二胺与哌嗪合成了可用于热熔胶的二聚酸型PA树脂，可以制取综合性能优异的热熔胶PA树脂。3.1.2 交联共聚经接枝、交联共聚改性合成了一种软化点高(最高达170)、粘度适中、粘接强度大和韧性强的PA热熔胶。该产品对线圈、磁芯、聚丙烯(PP)、滤芯器和热缩材料等均具有优异的粘接强度和耐低温性能。以己二酸取代部分二聚酸，以己二胺取代部分乙二胺为基础原料，经缩聚反应制得含PA或聚酯酰胺结构的热熔胶，并在结构中引入了三聚酸、二乙烯三胺(或多乙烯多胺)和丙三醇(或聚醚三元醇)等三官能团作为扩链剂和交联剂，以提高产物的粘接强度和耐热性能。3.2 物理改性(共混改性)3.2.1 乙烯类聚合物改性采用乙烯共聚物、苯乙烯共聚物等对二聚酸型PA树脂进行物理共混改性，制得改性二聚酸型PA热熔胶。该热熔胶的软化点为90140、160时的熔融粘度为20-100 Pas、耐低温性能-40且耐热温度超过60。采用相容促进剂混合物，与二聚脂肪酸PA及EVA、乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)或乙烯，丙烯酸共聚物(EAA)共混，可制得性能优异的二聚脂肪酸PA热熔胶，此类PA热熔胶的软化点最高为160左右，200时的熔融粘度为960Pas，可耐-50的低温度。3.2.2 其他改性剂除了用乙烯类酸性树脂对PA进行改性外，有些PA热熔胶是由两种二聚酸型PA胶粘剂共混而得。其中一种PA由二聚酸、单酸和脂肪族二胺或多胺、脂环族二胺或多胺以及聚醚胺共聚得到；另一种PA由二聚酸、单酸和脂族二胺或脂环族二胺等共聚得到；将这两种PA以一定比例共混(可适当添加PE蜡以及其他填料、助剂等)即可。该PA热熔胶可单独用作热熔胶(具有良好的耐低温性能、低温粘接性能和密封性能)，也可以溶解在溶剂中形成溶剂胶。4、结语随着热熔胶行业的不断发展，我国聚酰胺树脂尤其是二聚酸型聚酰胺树脂的用量近几年来一直在稳步地增长。据不完全统计，目前国内二聚酸型聚酰胺树脂的年生产量大约50006000t。经过酰胺化、交联，共混等是改性达到最终目标的重要手段。在此过程中需要选择合适的酰化单体及配比，对合成条件(如温度、压力、时间)要进行详细考察，同时筛选出合适的反应催化剂，经过对技术和经济因素的综合考察，最后可以摸索出合成理想产品的最佳反应条件。（1） 通过对原料的选择及采用不同的配比，进一步合成具有较高软化点范围（150180）的二聚酸型聚酰胺，扩大其使用范围。（2） 研究改性剂的种类、用量与聚酰胺树脂性能的关系，通过优化以满足不同的需求。通过掺混、接枝等方法对现有二聚酸型聚酰胺树脂进行改性，在主链中引入含有芳香环基团或侧链结构的物质，进行接枝交联，以改善聚酰胺树脂的柔韧性和粘度。（3） 研究用二聚酸、共聚酸、乙二胺合成出可