什么是热熔粘合剂（HMA）？
热熔粘合剂或 HMA 是一种基于热塑性聚合物的全固态粘合剂。当加热到软化点（通常在 80°C 至 150°C 之间）时，热熔粘合剂会转化为液体，可涂抹于基材之上。 HMA 可在基材表面流动，填补缝隙，冷却固化后完成粘合。尽管有些 HMA 在冷却后仍具有粘性（压敏胶或 PSA），但大多数 HMA 会在物体表面之间形成牢固的粘合，直至再次受热。
优点
虽然溶剂型粘合剂因其粘合能力普遍较强而一度成为粘合剂中的首选，但热熔粘合剂因其成本低、使用方便以及在各种温度下的优异性能，在许多应用中越来越多地受到欢迎。
热熔粘合剂的一大优势是其可完全固化的配方。溶剂型粘合剂依赖具有挥发性且通常有危害的溶剂来溶解其粘合成分，而 HMA 则不同，它是固态粘合剂，几乎不含挥发性有机化合物（VOC）。这使得它们的成本更低，更易于运输和储存，使用起来更安全、更方便，同时也更环保。
HMA 在冷却后会迅速凝固，固化时间较短，且可根据应用需要进行调整，无需固化步骤。这样的速度意味着使用 HMA 的产品生产时间更短，粘合剂的总体成本效益更高。
HMA 用途极为广泛，可与各种基材轻松粘合，包括塑料、金属、玻璃、橡胶、陶瓷、木材、纸板和泡沫。热熔粘合剂的保质期长，可粘合多孔及无孔基材，适用性广，一些设施甚至只需使用一种热熔粘合剂就能满足所有需求，从而进一步降低了成本。
缺点
尽管热熔粘合剂正逐渐成为许多基材粘合的首选材料，但在部分应用中，溶剂型粘合剂仍更加适用。
热熔粘合剂的最大缺点是对温度敏感。如果基材会因熔融 HMA 的热量而受到损坏，或产品须在高温环境中使用（高温下的 HMA 会软化或熔化），那么溶剂型粘合剂可能会是更好的解决方案。这些弊端可以通过反应型 HMA 来减轻，即添加额外的湿度或紫外线固化过程。
某些热熔粘合剂配方的耐化学侵蚀和耐候性较差。 与溶剂型粘合剂相比，普通 HMA 在基材之间形成的粘合力较弱。在某些情况下，HMA 的开放和固化时间较短，这也会增加加工的难度。虽然所有这些缺点都可以通过改变配方来解决，但在特定应用中，溶剂型粘合剂可能仍然是成本较低的解决方案。
特性
热熔粘合剂有多种配方，适用于从书籍装订到汽车制造的各种应用。要确定符合您需求的 HMA，必须考虑粘度、开放时间、固化时间、粘合强度、应用温度等特性。
粘度
HMA 的粘度是决定热熔粘合剂喷涂机类型和喷涂温度的一个重要因素。使用 B 型旋转粘度计在 180 °C 或使用温度下测量粘度。测量粘度时经常还会将剪切速率纳入考量。
开放时间和固化时间
开放时间指的是在第一层基材上涂抹 HMA 到压上第二层基材（即粘合发生的地方）之间的时间长度。许多 HMA 的开放时间较短，对操作提出了一定的要求，但同时其效率也更高；而一些压敏型 HMA 的开放时间实际上是无限的。
固化时间指的是 HMA 冷却并形成可接受的粘合所需的时间。较短的固化时间可提高生产速度，这也是 HMA 相对于某些慢固型溶剂型粘合剂的主要优势之一。
主要工作温度
HMA 的软化和熔化温度是选择粘合剂时最重要的两个考量因素。软化点是 HMA 开始流动的温度，主要由配方中的基础聚合物和蜡添加剂决定。软化点是加工流程和最终产品耐热温度中的重要考虑因素。
HMA 的粘合成型温度是指熔融粘合剂冷却并与基材形成粘合的温度。将热熔粘合剂涂抹在基材上，然后粘合到另一种基材上，最后在冷却过程中完成粘合。当粘合剂冷却到一个温度，使其不再具有足够的润湿性，无法在基材上铺展开来时，就达到了粘合成型温度。
粘合剂失效温度
HMA 的失效温度衡量 HMA 能够承受的最大热量，即粘合剂不再能够将两个基材粘合在一起的温度。这个温度通常低于软化点，因为 HMA 在完全熔化之前就会开始变软。失效温度通常以剥离粘附力（HMA 是否能抵抗剥离力）或剪切粘附力 （HMA 是否能抵抗剪切力）来衡量。
HMA的冷裂温度指的是粘合剂失效前能够承受的最低温度，即其开始变脆直至开裂的温度。在施加弯曲力的同时，将 HMA 暴露在连续降低的温度下，即可确定其冷裂温度。
活化寿命稳定性
该指标用于评估 HMA 长期处于熔融状态时的稳定性，这在工业应用中尤为重要。加热 HMA 并观察其是否出现炭化、分解、胶凝、粘度变化或颜色变化，或出现环状边缘或形成表皮。
机械性能
HMA 的机械性能会因其配方和预期用途的不同而有很大差异。重要特性包括抗拉强度、断裂伸长率、弹性模量等。
剥离强度及基材粘附力
剥离强度测量的是在不加热的情况下，为破坏两个表面的粘合剂粘合力，从不同角度需施加的力的大小。 这通常是对产品所处典型条件下的粘合剂强度的直接测量。
基材粘附力指的是剥离 HMA 粘合的两种特定基材时所需的力。人们还经常测量各种温度下的两种基材之间的粘附力。
环粘强度
环粘测试通过测量将涂有粘合剂的材料环从另一基材上拉开时所需的力来评估压敏粘合剂的粘性或粘着性。该特性数值仅适用于压敏型热熔粘合剂。
原材料和添加剂
热熔粘合剂通常由基础聚合物和添加剂组成，添加剂包括增粘树脂、蜡和抗氧化剂，可赋予热熔粘合剂所需的特性。
聚合物
粘合剂的聚合物是其基础材料，会影响粘合剂的许多物理特性（包括强度和粘度）。分子量较高的聚合物往往具有更强的粘合力、更高的耐热性和更慢的润湿性，但所有这些特性都可以通过其他添加剂进行微调。
增粘树脂
这类树脂必须与主聚合物相容，通常在 HMA 中占很大比例，决定了其粘性和粘合力。它们的作用是降低 HMA 的模量并提高其玻璃化转变温度。它们还能降低 HMA 的粘度。大多数增粘树脂都是碳氢化合物、松香或萜烯树脂。
蜡
蜡是一种添加剂，可降低熔融 HMA 的粘度，并加快粘合剂的固化速度。通过调整蜡的含量，可以增加或减少粘合剂的开放时间和固化时间。蜡也可以被用于调整 HMA 的耐热性。
抗氧化剂
这类化合物包括各种酚类和磷酸盐，少量添加可延长 HMA 的寿命和使用 HMA 产品的保质期。它们还能防止 HMA 在熔融过程中发生氧化，从而提高其活化寿命稳定性。
增塑剂
许多 HMA 都含有增塑剂，这种物质可以降低其粘度，并改善润湿性、柔韧性和韧性。
其他添加剂
HMA 配方中通常含有用于特定用途的添加剂。其中包括填料、染料、紫外线稳定剂、阻燃剂、抗菌剂等。
热熔粘合剂的类型
尽管大多数热熔粘合剂使用乙烯-醋酸乙烯酯或聚烯烃聚合物，但也有许多其他类型的热熔粘合剂，它们在特定应用中具有出色的表现。
乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）
EVA 热熔粘合剂因其成本低、适用温度范围广以及粘合基材种类多而被广泛使用。当乙烯或醋酸乙烯酯的浓度增加时，HMA 与非极性或极性基材的粘合效果都会更好。EVA 热熔粘合剂被广泛应用于造纸和包装行业。
聚烯烃（PO）
聚烯烃热熔粘合剂在塑料等非极性基材粘合中的表现优异。它们具有出色的活化寿命稳定性、热稳定性和紫外线稳定性，以及对许多常见溶剂的化学稳定性，因此适用于从产品组装到木材加工等的各种行业。
聚酰胺（PA）和聚酯
在许多配方中，聚酰胺和聚酯热熔粘合剂都能在 100°C 以上保持完全的剥离强度，适用于高温应用，耐油耐溶剂，且能很好地与金属粘合。它们通常被应用于汽车装配、电子和航空航天领域。
聚氨酯（PUR）
这些 HMA 在高温应用中表现出色，可在二次固化后产生交联，使其在使用后更加牢固。虽然价格较高，但这类坚固而柔韧的 HMA 适用于许多行业。
苯乙烯嵌段共聚物（SBC）
这类热塑性弹性体的强度较低，但在低温下具有出色的弹性和柔韧性。基于苯乙烯嵌段共聚物的 HMA 最常用于压敏粘合剂。
SEPTON™和HYBRAR™是可乐丽公司生产的苯乙烯基嵌段共聚物（SBC）。它们兼具橡胶般的弹性和热塑性塑料的优点。当用作 HMA 的基础聚合物或聚烯烃基 HMA 的改性剂时，它们的柔韧性、拉伸性和内聚性可提高粘合剂的耐久性、粘着性（压敏粘合）、低温性能和抗冲击性。此外，它们与聚烯烃具有良好的相容性，适用于粘合聚烯烃材料。SEPTON™ 和 HYBRAR™ 可用于胶带和标签、卫生用品（如尿布和卫生巾）、密封剂和保护膜。
丙烯酸嵌段共聚物
KURARITY™是可乐丽公司生产的一种丙烯酸粘合聚合物，可在无溶剂加工工艺中用作热熔粘合剂。与大多数丙烯酸不同，KURARITY™ 的熔融粘度低，适合热熔，并具有出色的耐候性和粘合稳定性。作为一种自粘聚合物，基于 KURARITY™ 的 HMA 只需较低浓度的增粘树脂（热熔粘合剂中的一种昂贵成分）即可获得较强的粘附力。使用 KURARITY™ 生产的 HMA 具有无溶剂工艺的所有优点，包括更快、更简单的加工流程，更低的能耗和温室气体排放，以及更少的挥发性有机化合物。
生物基热熔粘合剂
虽然大多数 HMA 使用合成的不可再生聚合物制成，但人们对生物基或可生物降解塑料和粘合剂的兴趣正在与日俱增。一些公司已开始研发生物基 HMA，以提供更环保的材料。
热熔粘合剂涂布
虽然热熔粘合剂的涂布方式很多，但工业应用通常倾向于以下三种方式。
喷涂
这种方法通过压缩空气在基材上喷涂一层特定厚度且连续均匀的涂层，具有快速、高效的特性，通常被应用于大面积区域。
狭缝式挤压涂布
这种方法适用于薄基材或压敏胶，可直接在基材上涂抹一层薄薄的热熔粘合剂。
珠状和线状涂布
这种方法使用喷嘴分配一定量的粘合剂并将其切断，然后不断重复这一过程，根据需要将粘合剂涂布在特定位置，或涂成珠状或线状。
成本
虽然 HMA 的价格会因所含聚合物和添加剂的不同而有很大差异，但其总体价格通常低于溶剂型粘合剂。
HMA 的低成本主要得益于其较低的基础材料成本、较高的生产效率、较低的维护成本、较好的弹性和较长的保质期。由于 HMA 用途广泛，部分生产中心甚至可以使用单一热熔粘合剂生产所有产品，从而最大限度地降低库存成本。导致 HMA成本增加的主要原因是添加剂的价格，尤其是增粘树脂的价格。
结论
热熔粘合剂是一种多功能的选项，与溶剂型粘合剂相比，它具有出色的可定制性和诸多优点。丙烯酸聚合物 HMA 基材具有出色的耐候性、稳定性和自粘性，对昂贵增粘树脂的需求较低。欢迎联系我们的可乐丽专家，咨询透明热塑性弹性体KURARITY™的相关详情。
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