EVA热熔胶

乙烯—醋酸乙烯酯型热熔胶黏剂及其应用

徐 畅

摘要：乙烯—醋酸乙烯酯共聚物（EVA)类热熔胶是热熔胶粘剂中应用最广、用量最大的一

种。这种热熔胶黏剂具有优异的胶接性、柔软性、加热流动性和驱寒性等;与其他添加剂的相容性好，用途广。可根据性能要求配制多种多样、性能/价格合理的热熔胶粘剂。乙烯—醋酸乙烯共聚体热熔胶大量应用于纸盒、纸箱粘接，书籍无线装订，木材积层板制作和木工封边，无纺布制作等。

关键词: EVA型热熔胶；EVA树脂；增粘树脂; 改性

一．前言

热熔胶无溶剂,几乎无气味,无污染,施胶方便,因而在许多领域得到广泛应用。以乙烯—醋酸乙烯无规共聚物( EVA) 为基础树脂的热熔胶,是热熔胶最重要的品种之一,可用于包装材料、书籍装订、木材加工等行业,其中包装材料所用又几乎占了EVA 热熔胶的一半。 EVA型热熔胶具有优异的胶接性，对几乎所有的材料均有热胶接力；其熔融粘度低，施胶方便；电气性能优良；与配合剂的相容性好，配合剂选择范围广，可根据使用要求配制性能价格比合理的热熔胶粘剂。

此外，乙烯—醋酸乙烯酯共聚体凝聚力大，熔融表面张力小，对几乎所有的物质均有热胶接力，耐药品性，热稳定性，耐候性和电气性能均优，这些也是其得到广泛应用的原因。更重要的是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物具有介于塑料盒弹性体之间的特性，加工性能良好，可

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如塑料一般制成薄膜、层压制品、板材或泡沫等。因此，其使用量大幅度扩大。

但是ＥＶＡ型热熔胶也有明显的缺点，主要是：粘接强度较低，不耐高低温，不耐脂肪油等等，所以多数应用于强度要求不高的场合，一般不能用作结构用胶。这是由ＥＶＡ热熔胶组合成分化学特性和物理结构所决定的。ＥＶＡ树脂本身是一种热塑性树脂，其软化点较低，耐高低温性能有限。主要辅料增粘剂的作用是降低熔融粘度以提高对被粘物的润湿能力和初粘性能，这些材料大多是分子量较小的聚合物，同样不耐高低温。ＥＶＡ热熔胶结构主体由不同性能的高分子材料共混而成，其胶体在制备和使用时耐热性有限，热稳定性不高，低温性能不好，因此限制了其使用范围。还因容易产生结皮，不适合大面积涂布粘接。当使用对象的特定外部条件不断发生变化或被加工对象的基础界面有质或量改变时，常会发生粘

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接效果达不到标准的质量问题。

二．EVA型热熔胶的主要成分

EVA 型热熔胶主要由以下四种成分熔混而成:主体材料即EVA 树脂、增粘树脂、蜡、抗

氧剂,某些场合还可加入少量填料以增加填隙性并降低成本。

1.聚乙烯-醋酸乙烯树脂

乙烯和醋酸乙烯的无规共聚物( EVA) 是热熔胶的基础树脂。EVA树脂是介于塑料和弹性体之间特征的热塑性聚合物，具有良好的柔软性、加热流动性和耐寒性，其凝聚力大，熔融时表面张力小，对几乎所有材料都有热粘接力，其耐药品性、热稳定性、耐候性和电气性能

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都很优良。

EVA树脂是在乙烯支链中引入了由极性的醋酸基因所组成的短支链，打乱了原来的结晶状态，致使EVA趋向“塑化效应”，降低了支链上乙烯的结晶度，增加了聚合物链之间的

距离，使得EVA树脂更富有柔软性和弹性。国外有试验证明，VA（醋酸乙烯）为12%的EVA树脂，在-76℃时也没有断裂，所以EVA树脂不须加入任何增塑剂和其它助剂，具有安全性，可以用作食品包装、药品包装和医药仪器的包装。[4]

EVA树脂的性能取决于EVA树脂中醋酸乙烯的含量、共聚物的分子量及分子的支化度。EVA 的类型决定了热熔胶的内聚强度、柔韧性、对基材的粘接性以及可加工性。[1]对热熔胶而言,应注意EVA 的下列性能: 分子质量及其分布、醋酸乙烯酯(VA) 含量、结晶度、软化点、熔点、熔体指数(MI) 以及熔体粘度等,因为这些性能直接影响热熔胶的各项性能。EVA 的上述性能是相互联系的。同一系列的EVA ,分子质量越大,通常软化点越高而熔体指数MI 越小; 不同系列的EVA ,结晶度和熔点随VA 含量的增加呈直线下降。熔体粘度与MI有直线反比关系。一般用VA 含量在9 %～40 %的EVA ,当VA 含量超过40 %以上,EVA 不再结晶。此外,当VA 含量超过30 %时,虽然对极性及多种无孔非极性基材的粘接性有所提高,但此种EVA 聚合物常常与蜡不相容,这是热熔胶配方设计时要注意的一点。[5]

纯粹的EVA树脂有较高的粘结力，这是由于乙烯支链上引入了极性基VA，使得EVA热熔胶有优良的粘附性和印刷性。EVA树脂中VA含量可由低一直到很高的百分比。所以树脂中VA的百分含量和MI（熔融指数，反映分子量大小），两者是直接决定和影响EVA性质的最重要因素。一般VA含量高，粘合力上升，对被粘接材料的润湿性好，固化时间慢，耐热性下降。熔融指数高，说明分子量低，胶体粘度下降，润湿性好，耐热性下降，粘合力不变。[3]

另外，EVA树脂的电性能与其VA含量呈线性关系。VA含量高，体积电阻降低，击穿电压降低，而介电损耗与介电常数升高。所以我们在用EVA胶粘剂作为热封涂层时，可以用高频电流的能量进行热封，而聚乙烯则不能。

EVA在乙烯为基体的共聚物中，与EEA（乙烯-丙烯酸乙酯）、EAA（乙烯-丙烯酯）、EMA（甲基丙烯酯乙酯）相比，有较高的断裂抗张强度，它随着VA的含量不同而有所差异。如果EVA的MI不同，则断裂抗张强度变化更大。

EVA屈服点的抗拉强度随VA 含量的增加而降低，如果VA含量在25%以上时，就变得很小。

EVA 的弯曲刚性相等于软质PVC，其随着VA的增加而下降，而MI升高，弯曲刚性变小。EVA热熔胶选择的EVA树脂，其VA百分比一般为20～40，MI为6～400。热熔胶制备、使用温度在180℃～200℃，如超出这个温度范围，则EVA要发生热分解。由于支链上有VA基团，所以在高温时，首先起脱醋酸反应，产生游离的醋酸，此时有强烈的刺激气味，并有粉红色的斑点生成。

EVA树脂有很好的配伍性，它能与其他各种树脂相溶和掺合，以改进物性。如EVA树脂与硝酸纤维掺合，使硝酸纤维具有优良的耐曲挠性、抗摩擦性和热合性。硬质的PVC掺入5%～10%的EVA，改进了流动性，提高了耐冲击性。EVA掺和到聚酰胺树脂中，开发了低温下良好的耐曲性和着色性。[3-5]

2.增黏树脂

为了增加对被粘物体的表面黏附性、胶接强度及耐热性，多数的EVA型热熔胶配方中需要加入增粘树脂。增粘剂加入量一般为20—200份。增粘树脂可以增加胶对基材的润湿性、接合力,从而提高粘接强度,其多为分子质量数百至两千软化点在5 ～150 ℃之间的低聚物。随着增粘树脂的用量增加，流动性、扩散性变好，能提高胶接面的润湿性和初粘性。但增粘

树脂用量过多，脆层变脆，内聚强度下降。设计热熔胶配方时，选择胶黏剂的软化点和EVA软化点最好同步，这样配制的热熔胶熔化点范围窄，性能好。

常用的增粘树脂大致可分为四类: (1) 松香及其衍生物,包括各种酯化松香和氢化松香; (2)萜烯树脂及改性产品; (3) 石油树脂,最重要的是C5 和C9 树脂,包括它们的氢化物、混合物及共聚物等; (4)氧茚树脂及其氢化物。

选择热熔胶用增粘树脂时,应着重考虑增粘树脂的化学组成、软化点、价格、颜色、热稳定性和与热熔胶其他组份的相容性。其中软化点和相容性又是最重要的两个性能。一般说来,松香酯和萜烯树脂的极性越大,与VA 含量高的EVA 相容性越好。相容性好的热熔胶室温下的柔韧性好。相容性可用胶的雾点来表征,雾点越高,相容性越差。氢化后的增粘树脂颜色较浅,在设计浅色热熔胶配方时多采用之。氢化的另一好处是可以提高胶的光稳定性。[3,4]

[1,5]

2.蜡类

蜡是热熔胶性能最有效的调节剂,一个配方的成败往往取决于所选用的蜡的种类及其用量。在配方中加入蜡类，可以降低熔融黏度，缩短固化时间，减少抽丝现象，可进一步改善热熔胶的流动性和润湿性，可防止热熔胶存放结块及表面发黏，但用量过多，会使胶接强度下降，一般地加入量不超过30%。[1,5]

蜡分五大类: (1) 动物蜡,如蜂蜡、虫胶蜡等;(2) 植物蜡,如巴西棕榈蜡; (3) 矿物蜡,如褐煤蜡; (4) 石油蜡,如石蜡、微晶蜡; (5) 合成蜡,如聚乙烯( PE) 蜡, Fischer - Tropsch 蜡,酰胺蜡,羟基蜡及氢化植物油等。其中,动植物蜡含大量的酯和不饱和键,热熔胶中不常用;石蜡是直链饱和烃(含碳20～45 个) ,碳原子分布较窄易形成片状大结晶,稳定性好;微晶蜡比石蜡分子质量高(含碳达100 个) ,分子中有支化和环状结构,碳原子分布较宽,从而不能生成大结晶,相反,分子中常含有无定形结构。与石蜡相比,微晶蜡要软一些,也更柔韧,但熔点要高一些。石蜡和微晶蜡大量用于EVA 热熔胶中。

选择蜡时主要考虑它的熔点、结晶度、含油量、熔体粘度、分子质量分布及分子结构。高结晶蜡意味着正烷烃含量高。例如,因合成蜡是高结晶、高熔点的蜡,广泛用于要求耐高温、快凝定的包装用热熔胶中,而微晶蜡则多用于要求低温性能和柔韧性好的热熔胶如装订胶中。现在,各种各样的合成蜡给热熔胶配方设计者提供了更广阔的选择余地。

[5]

3.抗氧剂

为了防止热熔胶在高温下施工时氧化和热分解以及胶变质和胶接强度下降，为了延长胶的使用寿命，一般加入0.5%—2%的抗氧剂。理论上说,一般聚烯烃用高效抗氧剂均可用于EVA 热熔胶,但在常用的配方中,大多选用抗氧剂264 或1010 ,后者化学名为四[ 3 - (3′,5′-二叔丁基- 4′- 羟基苯基) 丙酸]季戊四醇酯,一般用量不超过热熔胶总量的0. 5 %。4.填料

[1,5]

有时在热熔胶中加入一些填料,可降低收缩率,增加填隙性,降低成本。可用的填料有碳酸 钙、滑石粉、二氧化硅等。

三．EVA型热熔胶的应用

乙烯—醋酸乙烯共聚体热熔胶大量应用于纸盒、纸箱粘接，书籍无线装订，木材积层板制作和木工封边，无纺布制作等。该热熔胶粘剂在汽车、车辆方面可用于坐席、车灯和尾灯等组装；在电子、电器方面可用于绝缘捻子封缄、电子部件灌封、线圈绝缘固定、电线末端固定、塑料和金属胶接密封、绝缘材料胶接、缓冲垫胶接和光盘制作等。它在卷烟、制罐方面也有应用。此外，尚能用作塑料容器的填隙、塑料装饰品和BOPP热烫印箔用热熔胶粘剂。总之，其应用范围广，既可作胶黏剂，也可作密封材料。[1]

EVA型胶粘剂快速增长的一个根本原因，在于其凝固速度快，一般固化时间在10秒左

右，最快的甚至仅1～2秒。且无毒、非易燃，是个环保性的产品。EVA热熔胶粘接适用性广泛，如对PP、PE等非极性材料，也能达到较好的粘接效果。胶层具有良好的耐低温性、耐水性和耐湿性。由于EVA的刚性差，相对聚酯、聚酰胺热熔胶，软化点较低，其软化点

[10]

在100℃左右，因此限制了它的使用范围。

1. EVA型热熔胶在塑料粘接中的应用

EVA热熔胶对塑料，特别是难粘塑料有较强的粘合力，可粘接聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等塑料，应用于聚丙烯管、聚乙烯钙塑管、聚丙烯编织覆膜带、聚丙烯洗衣桶与ABS排水阀粘接、冷藏食品包装、电线捆束、塑料铭牌粘贴、无线绝缘固定等。

EVA型冷藏食品包装用热熔胶具有无水、无有机溶剂、无毒、快干、高强度、低温性能好等特点，用于热熔复合薄膜。

EVA型热熔胶粘剂主要应用在连续自动化生产线上，把胶粒加入到熔胶器中，胶熔化后被喷涂或刮涂到被粘物上，迅速合拢加压，完成胶接过程。[2]

2. EVA型热熔胶在织物粘接中的应用

2.1 高填料含量的EVA热熔胶

在EVA热熔胶中加入50%—75%的填料，可大大降低热熔胶的成本，这种低成本的EVA热熔胶可用作地毯的背胶；降低地毯的制造成本，改善地毯的手感和外观，而且也减少热熔胶熔融时的渗透现象。[2] 2.2 用于地毯粘接的预涂胶黏剂

一种地毯栽植的改进方法是在涂热熔胶背胶之前，现在栽绒地毯的背面涂上一层低粘度的预涂料，然后再涂热熔胶，这样，地毯就无需经过锟压这一过程，这样制造的地毯栽绒强度和黏接强度均较高。这种工艺要求预涂胶黏剂必须很快渗透底布背面的纤维束，才能提高加工速度。[2]

2.3 用于织物粘接的EVA型热熔胶

配制及固化：将胶膜夹于被粘物之间，然后用100—150度烙铁熨烫，加热熔融后涂覆粘接。

性能及用途：用此胶粘接织物，剥离强度为4000N/m；粘接聚乙烯剥离强度>3000N/m，剪切强度>1.5MPa,主要用于无线装订、服装加工、铭牌粘接和包装等。[2]

3. EVA型热熔胶的改性应用

单采用ＥＶＡ作为基础聚合物进行一定范围的配比调整已适应不了工业发展的技术要求，需对其进行改性才能适应更广泛的应用领域。对ＥＶＡ基础聚合物的接枝改性或与其它聚合物的多元共混改性是近年来两个重点发展方向，反应型ＥＶＡ热熔胶等新型改性热熔也不断涌现，各国的研究亦相当活跃，力求研制出具有良好综合性能的热熔胶。 3.1 对EVA基础聚合物的接枝改性

ＥＶＡ树脂是ＥＶＡ热熔胶的基础聚合物，通过化学方法将一些活性分子与ＥＶＡ主链上的官能团进行反应，生成具有特殊性能的改性ＥＶＡ树脂，再与增粘剂、填料等共混，得到改性ＥＶＡ热熔胶，与普通ＥＶＡ热熔胶比较，往往具有一些特殊的性能，如对极性材料的粘接强度更大或者具有更高的耐热性能。[6] 殷锦捷针对塑料的粘接问题进行了研究，采用熔融接枝的方法，以有机过氧化物为引发剂，在ＥＶＡ上接枝马来酸酐（ＭＡＨ）而制成热熔胶，并通过正交设计找出对塑料最佳粘接强度的配方，得到的热熔胶的流动性为2.30cm/min；剪切强度为6.5MPa，同时该热熔胶对金属、尼龙、木材的粘接也得到较好的结果，从而扩大了其应用范围。[7]

3.2 与其它聚合物的多元共混改性

通过将ＥＶＡ树脂与其他一种或几种具有良好相容性的热塑性树脂，如聚乙烯、ＳＩＳ弹性体、丁基橡胶、聚酰胺、热塑性聚氨酯等共混，往往可以得到同时具有这几种树脂优异性能的高分子材料。通过配方的优化得到具有优良性能而且成本相对低廉的热熔胶，是ＥＶＡ热熔胶改性最常用、最有效的方法。[6]

任天斌、王永涛等研究将玉米淀粉、淀粉增塑剂、酸或酸酐、润滑剂和填料混合，得到改性淀粉；然后将改性淀粉、乙烯醋酸乙烯共聚物、增黏剂、黏度调节剂、热熔胶增塑剂、抗氧化剂和填料混合，共混挤出，挤出产物经冷却、造粒，即得所需产品。利用本方法得到的热熔胶产品与传统产品相比成本可降低50％以上，同时产品具有均匀度好、耐水性及耐化学药品性好等特点，可广泛应用于纸盒、书籍无线装订，木材积层板制作和木工封边、无纺布制作等领域。

3.3 与无机填料的共混改性

聚合物与无机填料的多元共混改性是提高综合性能，降低成本的有效方法。通过插层复合共混等方法将无机填料以纳米尺度分散在聚合物中，就可将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与多元聚合物的韧性、优异的粘接性以及良好的加工性能很好地结合起来得到具有优异性能的纳米级复合热熔胶。[6]

3.4 反应型改性ＥＶＡ热熔胶

将热塑性的ＥＶＡ热熔胶通过添加过氧化物或其它方法改性生成具有热固性或其它反应型的ＥＶＡ热熔胶，由于发生了交联反应提高了ＥＶＡ热熔胶的耐热性、内聚强度、粘接强度、耐溶剂等性能。

赵庆芳通过在非反应型ＥＶＡ热熔胶中一次或分次添加过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、１，２－二乙烯基苯等混合交联剂、助交联剂、偶联剂等助剂，在一定的温度和时间条件下与ＥＶＡ树脂发生交联反应，并通过增粘剂、混合交联剂等的用量及反应时间和温度来控制调节交联度，研制出一种热固化反应型ＥＶＡ热熔胶。与普通的非反应型ＥＶＡ型热熔胶相比，反应型ＥＶＡ热熔胶的分子结构由线型转化为三维网状结构，显著提高了ＥＶＡ热熔胶的耐热性、内聚强度、粘接强度、耐溶剂等性能，从而提高了ＥＶＡ热熔胶的技术水平与档次，并可在某些方面替代ＰＡ、ＰＵＲ、ＰＥＴ等热熔胶。[9]

[6]

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四．结论

EVA 热熔胶成分不多,配方及制作工艺也不复杂,然而要得到一个满足一定要求的好配方并非易事。在配方过程中应针对具体的应用要求,在充分了解各种成分对热熔胶性能影响及变化规律的基础上,综合考虑选择最适宜的组份及用量,使得热熔胶各方面性能达到良好平衡,才能得到一个实用的热熔胶。随着印刷业的发展以及对环保的重视，热熔胶的应用面会越来越广。热熔胶的预涂膜解决了原覆膜工艺带来的污染，使用简便。涂布热熔胶的包装纸使食品、药品的包装联动化。EVA树脂还可作为油墨的连接料，提高油墨的粘附性能。我们通过利用EVA树脂优异的配伍性能，还能研制出适合各行各业用的热熔胶。[10]

参考文献

[1] 黄世强，孙争光，李胜彪.环保胶黏剂.北京：化学工业出版社，2003 [2] 向明，蓝方，陈宁.热熔胶黏剂.北京:化学工业出版社，2002

[3] 吴永升.中国胶黏剂,2002,11（6）：41

[4] 谢鹏，何慧，罗远方等.中国胶黏剂，2001,10（3）：46 [5] 朱万章.粘接，1999,20（1）：24

[6] 张荣军，律微波，孟宪铎.山东科学，2010,12（23):6 [7] 殷锦捷．马来酸酐接枝改性EVA热熔胶的研究［J］．中国胶粘剂，2005（5）：18—21 [8] 任天斌，王永涛，钱志国，韩宇，朱金鑫，蒋志恒，何篧，刘祥．一种低成本热熔胶 的制备方法：中国，CN 101210082A [P].2008

[9］ 赵庆芳．一种热固化反应型EVA热熔胶：中国，CN 101070455A［P］．2007 [10] 李鑫，徐伟箭.化工新型材料，2001,28（11）：35

[3] 吴永升.中国胶黏剂,2002,11（6）：41

[4] 谢鹏，何慧，罗远方等.中国胶黏剂，2001,10（3）：46 [5] 朱万章.粘接，1999,20（1）：24

[6] 张荣军，律微波，孟宪铎.山东科学，2010,12（23):6 [7] 殷锦捷．马来酸酐接枝改性EVA热熔胶的研究［J］．中国胶粘剂，2005（5）：18—21 [8] 任天斌，王永涛，钱志国，韩宇，朱金鑫，蒋志恒，何篧，刘祥．一种低成本热熔胶 的制备方法：中国，CN 101210082A [P].2008

[9］ 赵庆芳．一种热固化反应型EVA热熔胶：中国，CN 101070455A［P］．2007 [10] 李鑫，徐伟箭.化工新型材料，2001,28（11）：35

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