前言

近年来国家对于环保的要求越来越高，环保的PUR热熔胶逐渐代替部分溶剂型胶黏剂。由于PUR热熔胶可通过共价键、氢键、次价键、粘附力和内聚力以及过渡层等多种形式对不同基材提供较高的粘接强度，因此PUR热熔胶已被广泛使用。目前，PUR每年的用量都在高速增长，国内经过近几年的研发，技术也越来越成熟。

PUR热熔胶是一种反应型聚氨酯热熔胶，它是在熔融条件下涂布，具有一定的初粘性、与基材表面的湿气反应后固化产生强粘接力的胶黏剂。

固化时，主要为-NCO基团与湿气或含活泼氢的物质反应生成交联度较高的高分子聚合物。固化的过程具体可分为两个阶段：

初固化阶段

PUR热熔胶具有初粘性，能够与基材通过胶体的如结晶、分子交联等方式实现胶结。此阶段大部分过程是物理过程，故又称此阶段为物理固化，此时胶体的粘接强度可称之为初粘强度。

终期固化阶段

初期固化后，随着固化的不断进行，胶体中的-NCO基团完全反应，分子链交联程度加大，同时分子链又进一步发生结晶，此阶段大部分过程是化学过程，故又称此阶段为化学固化，固化完成后胶体的粘接强度称之为最终强度。PUR热熔胶的物理固化使预聚物具有一定的初粘强度，而化学固化决定PUR热熔胶的终粘强度。

原料组成

PUR主要由大分子多元醇、异氰酸酯、增粘树脂和少量助剂及填料组成。

1大分子多元醇

大分子多元醇是组成PU结构中的软段部分，会直接影响PUR热熔胶的柔性、耐低温性等性能。聚酯多元醇中含有大量的酯基（-COO-），具有较强的极性，相对内聚能高，制得的PUR热熔胶粘结性能优异、耐热性好、耐油性好，但耐水性较差。聚醚多元醇含有大量醚键（-C-O-C-），不易水解，制得的PUR热熔胶耐水解性优异、耐低温性好和分子链柔性高，但由于内聚能较低，故粘接性能不佳。通常以聚酯/聚醚多元醇复配来使用，调节酯基与醚基、软段与硬段的含量，进而调整PUR热熔胶的柔韧性以及粘接性。单独的聚酯或者聚醚虽然性能上有一定的缺陷，但是通过结晶动力学也能对PUR热熔胶实现调控。故实验中往往可以选择一些结晶性的多元醇来作为原料。

2异氰酸酯

异氰酸酯的常用类别为芳香族异氰酸酯和脂肪族异氰酸酯。而在PUR中MDI最为常用，MDI的反应活性高且毒性相对最小，可用于快速反应型聚氨酯胶黏剂。另外MDI分子结构对称，可设计成分子链较为规整有序的微相区结构，因此胶层的弹性、粘接强度、耐磨性均十分优异。

3增粘树脂

增粘树脂能够通过接枝或者共混加入PUR热熔胶，迅速提高粘度，提高耐热性能及初粘性。增粘树脂可以改变主体树脂的粘弹性，不同类型的增粘树脂对胶黏剂的各项性能影响也会有所不同。首先增粘树脂要能很好的溶入到PUR预聚物中，不能出现分层或沉淀现象。增粘树脂一般为小分子单体或者大分子聚合物，能够与PUR预聚物发生聚合反应生成高聚物。常用的增粘树脂包括丙烯酸树脂、EVA树脂、TPU等。

4助剂

常用的PU催化剂包括有机锡类和叔胺类。在实际操作应用中，将多种催化剂复配使用，能够起到催化协同作用。对于PUR热熔胶，往往需要一种或者多种不同的催化剂，来催化反应的不同阶段。有的催化剂对-NCO/-OH反应有明显的作用效果，有的催化剂对-NCO/H2O的反应有明显效果。催化剂的选择以及用量对PUR热熔胶性能也有影响。

聚氨酯在光、热等情况下，容易出现热氧降解和光降解，这些因素可以导致聚氨酯的强度降低，影响其使用寿命。为提高聚氨酯的耐热性，防止其热氧降解，一般需要加入抗氧剂。常用的抗氧剂主要为酚类抗氧剂，如抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂1010等，添加量一般小于0.5％。除上述助剂外，随应用、组成等因素的不同，单组分PUR热熔胶中还可以添加与预聚体相容的助剂。例如增塑剂、触变剂、硅烷偶联剂、潜固化剂、紫外线吸收剂等。

5填料

填料在胶黏剂中起到增稠、增硬、增韧、增容、补强、阻燃、着色、防腐作用，还可以增加材料的耐磨性、触变性、导热能力、导电性能等，还能提高产品的耐老化性能，此外还能够降低生产成本及固化收缩率，延长产品的适用期，拓宽产品的应用范围等。常用的PUR胶黏剂填料包括钛白粉、炭黑、滑石粉、碳酸钙、气相二氧化硅等。助剂及填料必须先经过干燥处理过后才可以加入到PUR预聚物中，以免造成-NCO含量低于理论设计值。

应用

PUR热熔胶由于其优良的性能，产品被开发应用到各个领域。

（1）书籍无线装订，固化后的胶层柔韧性好，书籍翻启打开时具有较高的平整度，且防止书籍完全打开时胶层破裂，比EVA胶装订的书籍效果更好；

（2）生活用品行业，如制鞋、制衣等，PUR热熔胶表现出良好的可调性、柔韧性、粘接性、透气性等性能；

图3 PUR在制鞋行业的应用

（3）木、板材粘接，PUR热熔胶能够充分与木材内的湿气水分反应，粘接性能优异，且耐老化性能好，保证粘接部件的持久牢固性；

（4）汽车工业，汽车内饰塑料、车灯等部件的粘接，玻璃粘接等；

（5）电子行业

电子产品中的传统接合方式主要是超声焊接、嵌件模塑、机械紧固、胶带粘接和胶粘剂粘接等。从计算机、电子仪表、通讯设备等电子仪器，到晶体管、印刷线路板、集成电路等半导体器件，电子行业用胶粘剂已经成为一个独立的特殊胶种，应用于电子工业的各个领域。

电子用胶粘剂具有外观良好、适用基材广、应力分布均匀、轻质和低成本等诸多优势，是未来电子元器件粘接的重要发展趋势。

目前，PUR热熔胶在电子行业应用较为广泛。PUR热熔胶具有无溶剂、流动性好、点胶效率高、单组分无须配胶、胶层快速固化、热收缩率小、密度低、应力传递均匀和开放时间易调节等特点，同时对不锈钢、铝等金属材料及ABS、PC、玻璃等材料也呈现出良好的粘接强度；而当作为结构胶使用时，特别适合于向微型化、轻量化和高效密集化方向发展需要的电子行业流水生产线。

近些年，国内的研究者们在PUR的原料选择及配比、催化剂（固化速度）、紫外吸收剂和脱水剂（贮存期）、填料（耐热性）、熔体黏度（流动性）、初始强度、终粘强度和可操作时间等方面取得了一定的研究成果，但在实际产品应用时其柔韧性、耐候性、耐溶剂性、粘接强度等功能性方面仍有较大改善的空间。

我们对于PUR热熔胶产品系列分析有着丰富的研究经验，自建强大的谱库、拥有不同配方体系，通过分析测试和解析可以测定树脂的种类及单体结构、微量助剂的组分含量等，同时可对比分析产品差异，帮助研发新型产品，完善产品性能。