二、聚氨酯熱熔膠固化反應機理簡介
PUR樹脂分子鏈末端有反應型的NCO官能基,由于此官能團中的碳氮雙鍵活性非常高,會與空氣或是基材表面的水氣反應生成胺基,同時釋放出C02,胺基再與其它的NCO基反應形成具有urea(尿素)官能團的結構。由于在urea結構中仍具有活性氫,因而還會再與未反應完的NCO基作進一步的反應而生成縮二脲結構,完成所謂的交聯反應。其與濕氣的反應機理如下:
-NCO+H2O→NH2+CO2→-NH-CO-NH
-NH-CO-NH-+OCN-→NH-CO-N-CO-NH-
從上面可見,PUR膠粘劑粘接固化是作為反應型固化方式,與一般的EVA型熱熔膠劑、水性膠粘劑的固化有本質的區別。根據粘接理論學說,認為有機械理論、吸附理論、擴散理論、靜電理論、化學鍵理論等粘接機理。相對而言,化學鍵粘接比其粘接方式會獲得更高強度的粘力。一般的EVA熱熔膠,存在機械、吸附、擴散等粘接理論;而PUR膠粘劑更多存在的是化學鍵理論粘接,它與基材反應形成一個“不可分割的整體”,所以PUR固化后能產生的優異的粘接強度。
三、熱熔膠在書本裝訂中的應用及其優缺點
1.在書本裝訂中的應用
隨著人們環境意識和健康意識日益提高的今天,社會不再僅僅關注于膠粘劑的功能和應用,對膠粘劑的環保問題的要求愈加嚴格,發展符合“環保、健康、安全”三大要求的環保型綠色膠粘劑已勢在必行。人們的生活水平不斷提高,特別是歐美國家,人們追求的印刷產品趨向時尚、新穎、個性化,從而使得生產工序越來越繁復,產品質量要求越來越高。PUR熱熔膠粘劑作為一類新型的膠粘劑,具有不含溶劑揮發性、耐熱耐寒性、耐溶劑性、耐疲勞性等特點。這些符合當前社會發展的需要。
在印刷包裝行業中,PUR熱熔膠粘劑被應用于書本裝訂,印刷品塑一塑、紙一塑覆合,塑料盒制造等方面。
PUR熱熔膠是帶有活性終端團的PUR預聚物,對于印刷紙材來說,當活性終端團曝露在潮濕的空氣或紙張達到一定的濕度時,就會發生交聯反應。預聚物被濕潤后,可以很好地滲透進入紙張中,與紙材中纖維分子發生交聯反應,達到較高的粘性和較高的紙張拉力。近20年來,得益于無線裝訂工藝的發展,裝訂熱熔膠在書籍裝訂方面的應用獲得了迅猛發展。EVA熱熔膠具有良好的粘接性和彈性,目前國內市場上的書籍裝訂熱熔膠絕大部分為EVA型熱熔膠。但EVA型熱熔膠價格昂貴,且具有記憶性等缺點,因此想打開書時它傾向于合上,想合上時又傾向于打開、書籍被閱讀時在裝訂處形成凹槽或書本突然合上。聚氨酯熱熔膠生產工藝簡單,成本低廉,可彌補以上缺陷。該膠粘劑彈性、韌性好,粘接強度高,膠粘劑可以反復熔化使用,產品利用率高,具有廣闊的應用前景。