应用在滤清器中的热熔胶详解

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2018-01-15 小离 环球过滤分离技术网

一、热熔胶的基本概念

1.1

热熔胶的定义

热熔胶是热熔胶粘剂的简称，是胶粘剂的一个重要类别，具有100%固含量、没有溶剂、环保无毒、快速固化的特点，通常是指在室温下呈现固态，当加热到一定的温度便熔融成粘稠的液体，涂布、润湿被粘物后，经过压合，冷却至室温后，在数秒钟内便完成粘接的胶粘剂。

广泛应用于自动化包装、卫生用品、标签胶带、医疗医药、汽车内饰、建筑防水、家俬家具、印刷装订、制鞋、服装等行业。

1.2

热熔胶的分类

以主体材料来分：可以分为聚乙烯-醋酸乙烯（EVA）类热熔胶、聚酰胺（PA）类热熔胶、聚氨酯（PU）类热熔胶、聚烯烃（PO）类热熔胶、嵌段共聚物（SBC）类热熔胶等等；

以形状分：可分为热熔胶粒、热熔胶棒、热熔胶块、热熔胶膜、热熔胶粉等等；

以用途分：可分为滤清器热熔胶、自动化包装热熔胶、汽车内饰用热熔胶、标签热熔胶、胶带热熔胶、膏药热熔胶等等。

其他分类：是否反应，颜色，是否天然，是否有感压性，等等。

1.3

热熔胶的应用领域

热熔胶产品已应用到人们生活的方方面面，涵盖人们的吃、穿、住、用、行、玩的各个领域，吃碗泡面、喝瓶水、喝杯酒，穿戴的衣服、鞋子、帽子，楼堂馆舍、住的房子，坐的汽车、火车、飞机，用的冰箱、彩电、洗衣机、卫生纸、牙膏、香皂，美化生活空间的工艺品、装饰画、工艺花、儿童玩具、礼品等等，都有热熔胶的应用。可以说，在现代人们生活中，热熔胶的应用无处不在。

1.4

热熔胶的特性

技术特性：

固化速度快，数秒钟固化，具有加热即熔、冷却则粘的特性，便于连续化、自动化高速作业，提高了生产效率的同时又降低了成本；

100%固含量，不含溶剂，环保无毒，节能，对环境不会产生二次污染；

非反应型热熔胶可以反复熔化粘接，特别适用于一些特殊工艺要求的构件粘接，如一些文物的修复；

可粘接对象广泛，既粘接又密封，应用范围特别广泛，对纸张、塑料、金属、陶瓷等都有较好的粘接力；

施工方便 ，设备占地面积小，节省人工，可以喷涂、滚涂、刮涂、点涂、线涂等等。

市场特性：

热熔胶是在客户产品应用上，相对产品的总价值，其自身的价值很小，但对客户产品的影响非常巨大，往往就是由于热熔胶粘接不好而损失客户产品整体价值。

1.5

热熔胶的喷涂方式

可以手动胶枪涂胶，也可以自动喷胶系统涂胶，涂胶的方式及涂胶的形状是多种多样的，有网版涂布；发泡涂布；螺旋喷胶；平面刮胶；点状上胶；条状上胶；淋膜喷胶等等。

二、热熔胶的品质检验

热熔胶作为胶粘剂的一种类型有着自身的特点，非感压型热熔胶（EVAPOE、PA等体系）会检测外观、软化点、粘度、开放时间、固化速度、内聚强度等指标，而对于感压型热熔胶（SBC、APAO等体系）会检测外观、软化点、粘度、三力（初粘、剥离、持粘）、内聚强度、拉伸率等指标。

针对胶种的不同应用需要检测的内容和方法往往会综合考虑客户的实际的生产工艺和应用环境进行相应的实验室模拟评估测试，具体的测试包括：热熔胶的上机性能（客户的涂布工艺及热熔胶的耐热稳定性），客户基材的粘结测试，测试样品的耐高、低温性能，测试样品的加速老化性能（使用期限）等。

2.1

外观等常规检查

颜色：透明白色，透明黄色，不透明白色，不透明黄色，等等；

气味：常温下的气味：无异味，有刺激性气味；加热后的气味变化；

形状：棒状、小圆球状、粒状、块状；

杂质：是否有肉眼可见的杂质或异物；

硬度：温度越低硬度越大，越脆；温度越高，硬度越小，越柔软。

2.2

软化点

热熔胶的软化点就是胶变成了流体,具有了流动性的温度(测试方法有环球法和维卡法) ，他和熔点不同,熔点是胶开始熔化的温度。

这个时候，热熔胶会很软，有一点点粘力,有一些更能拉出丝来，但它还未到使用温度，故这个时候的粘接能力亦是较差, 这个参数决定了热熔胶的使用操作温度。

熔点范围系指用毛细管法所测定的从该物质开始熔化至全部熔化的温度范围。环球法测试：热熔胶试样装入铜环中、削平。中央放置规定重量的钢珠，油浴升温5度/min。试样慢慢软化而使他从铜环中落下接触环台底板时的温度为软化点。同时测2个试样，测定值相差4℃以上时需重测。

2.3

黏度（稀稠度）

黏度，即稀稠度，为流体(液体或气体)在流动中所产生的内部摩擦阻力，其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。一般是动力粘度的简称，其单位是帕•秒(Pa•s) cps或毫帕•秒(mPa•s)。

动力黏度也被称为动态粘度、绝对黏度或简单黏度，定义为应力与应变速率之比，它表征了物质在某一温度下的流动性，黏度越低，流动性越好。通常使用旋转黏度计测定。将一定量的热熔胶在给定温度下加热，当热熔胶温度达到试验温度时，选择适宜的黏度计转子、转速，开动黏度计，记录黏度数值。

2.4

粘接强度

拉伸强度(Tensile strength) 拉伸强度是试样拉伸至断裂时的最大拉伸应力。这一常用术语过去很不统一，有称扯断力、扯断强度、抗张力、抗张强度，又有强力，强度之称，常用的单位为MPa。

剪切强度(Shear strength) 曾称抗剪强度，是指单位粘接面积上能够承受平行于粘接面积的最大载荷，常用的单位为MPa。

剥离强度(Peel strength) 曾称抗剥强度，是指每单位宽度所能承受的最大破坏载荷，是衡量线受力能力的，单位为kN／m。

2.5

开放时间与固化时间

开放时间：是指热熔胶从涂布到冷却失去润湿能力前的时间，即可操作时间。超过这个时间粘接性能大大下降，甚至不能粘接。

固化时间：是指热熔胶涂布后从两个粘接面压合到粘接牢固的时间。他标志着干胶速度。

开放时间与固化时间是热熔胶的重要工艺性能，没有统一测定方法，影响因素较多，比如涂胶温度、涂胶量、被粘材料、被粘材料的温度、被粘材料的导热性能、环境温度等。

熔融的热熔胶，开始涂布时，温度较高，黏度较小，容易浸润，越到后来，温度越降低，黏度越大，越不容易浸润。

因此，粘接压合操作应迅速。很多的粘接问题都来自己于粘接操作工艺上，压合时间太短，从胶层断开；粘接操作太慢，失去了最佳粘合时间，没有起到粘接作用

2.6

老化与热稳定性

老化：热熔胶在加工、贮存和使用过程中，由于受到外界因素(热、光、氧、水、射线、机械力和化学介质等)的作用，发生一系列物理或化学变化，使高分子材料交联变脆、裂解发粘、变色龟裂、粗糙起泡、表面粉化、分层剥落、性能逐渐变坏，以至丧失力学性能不能使用，这种变化的现象叫老化。

热稳定性：热熔胶在粘接过程中必须在熔融状态下进行，随着加热时间的增加，粘粘稳定一些时间后开逐渐变大，颜色逐渐变深，到了一定时间就会出现结皮或结炭现象，这称之为热熔胶的老化。因此，要求热熔胶具有优异的热稳定性。

2.7

低温实验

把粘接好的产品或部件放到低温实验室，在某一温度下N小时，看粘接是否完好，待到常温下测试其粘接强度，装甲车、坦克等滤清器有耐-43度的要求。

2.8

流变特性

流变仪是用于测定热熔胶流变性质的仪器，是观察热熔胶高分子材料内部结构的窗口，通过高分子材料，诸如塑料、橡胶、树脂中不同尺度分子链的响应，可以快速、简便、有效地进行原材料、中间产品和最终产品的质量检测和质量控制。流变测量在热熔胶高聚物的分子量、分子量分布、支化度与加工性能之间构架了一座桥梁，从而可以进行原料检测、加工工艺设计和预测产品性能。

流变曲线图，蓝色线为储能模量又称弹性模量，绿色线为损耗模量，红色线是储能模量比损耗模量。通过流变曲线图可对比两试样高温施胶对基材的浸润能力，开放时间、固化时间的长短，耐温性能，耐高温耐低温性能等等。使研发和产品质量监控在原有各种监测方法的基础上，从更接近于粘接本质的角度，更加量化和可视化。

三、热熔胶在汽车滤清器中的应用举例

3.1

综述

有数据预测，至2020年我国车用滤器器市场需求将增加至11.6亿套，市值超过1000亿元。随着汽车市场的发展，型号种类越来越多，其中的滤清器也越来越多样化，有圆桶型、板块型、不规则型等等，货车大型车通常用圆桶型的，而轿车、SUV应用的通常是板块型的。汽车滤清器的粘接主要在滤纸折纸、牙脊胶线（固定牙型胶）、端盖粘接、滤纸合缝、密封圈粘接、边框粘接等等。

随着中国汽车工业轻量化、降噪减震、低排放、低VOC、低气味等要求，汽车滤器用胶也随之有了一些新的特点与发展方向。热熔胶，因为具有环保无毒、快速固化、气味低、低VOC、粘接面广泛的特点，是滤清器行业用胶粘剂的发展方向。

3.2

滤芯折纸粘接

胶机供应稳定，熔化充分，保持胶在特定的温度下，黏度稳定，流动性均匀，保证胶线均匀无气泡。熔胶机：胶箱温度150度、胶管温度140度、喷头温度130度；涂好胶后，把材料放入干燥箱，在90度置24度小时，看其胶纸变化，不可以位移，变形。

3.3

背脊胶线

小轿车、SUV等小型车的滤清器，为了加固牙型滤芯，把滤芯上纵向打上数条胶线，以把牙型滤纸连接起来，形成一个牢固的整体。常用PA热熔胶，要求胶具有一定的硬度，使滤清器坚挺，也要有一定的柔性，即使在较低温度下，胶线也不能发脆断裂。不同主机厂商对耐高低温的要求不同。

空滤加固背脊胶线

3.4

粘接合缝

滤纸未端合缝粘合，滤纸与滤纸之间接缝的粘接，通常用EVA热熔胶、PO热熔胶、PA热熔胶，空滤的滤纸接缝常用EVA或PO热熔胶，而油滤中的滤芯接缝现在多用PA聚氨酯热熔胶粘接，用金属夹条连接密封也常见。PA胶有非常好的耐高温、耐介质的能力。热熔胶形态多数为棒状，用热熔胶胶枪熔化胶，手动涂布在接口滤纸上合缝。

3.5

端盖的粘合

金属端盖或塑料端盖与滤芯之间的粘合，通常采用双组份PU胶，采用热熔胶的也不少，这类热熔胶要求流动性要好，粘接强度满足要求，还有一定的耐高温性能和低温性能。燃/机油滤用PA热熔胶，耐高温达到180 ～190度。

3.6

空调滤清器边框粘接

空调滤清器边框封条粘接，封边条通过滚轮后，热熔胶机的枪头均匀刮胶，之后，人工把封边条粘贴到滤芯的四周，以完成粘接密封。空调滤清器封边胶多数是EVA热熔胶，要求流动性好，粘接强度高，耐低温性能优良。也有一些厂商用手动热熔胶枪熔热熔胶棒，把胶涂在封边条上，再贴到滤芯上。

四、影响粘接效果的因素

4.1

热熔胶本身的性能

颜色、气味、黏度、软化点、抗高温耐低温性能、持粘力、剥离力、拉申力、TG等等；

4.2

被粘基材

被粘基材千差万别，其表层疏密程度、极性、耐候性、与胶的亲密性、基材温度等等都对粘接有着较大的影响；

4.3

涂胶设备、工艺

涂胶设备的熔胶能力、供胶能力、稳定性、整机运行速度、压合时间、压合力量大小、操作人员的工作习惯等等都影响到粘接的效果；

4.4

环境因素

涂胶过程中环境的温度、湿度等等对粘接有较大影响；被粘接产品在运输、存储、使用过程等生产周期中的环境条件，对粘接提出了要求，振动、高温、低温、介质等环境因素。

五、小结

1、热熔胶，因为100%固含量，没有溶剂，低气味，环保无毒，快速固化，粘接材料广泛的特点，合适自动化生产，是汽车滤清器行业用胶粘剂的发展方向；

2、选择与使用热熔胶，要达到良好的粘接效果，需要了解热熔胶的性能、综合考虑粘接工艺、主机厂对滤清器的要求、滤清器存储使用环境情况等等因素。

3、在更高或更低的温度下、在汽油和机油等介质中，粘接依然牢靠，性能稳定的产品，还有成本压力，这将是汽车滤器清器热熔胶的发展方向之一。

4、“热熔胶在汽车滤清器中的应用”是一个研究课题，需要热熔胶厂商、汽车滤器清厂商、热熔胶涂布设备商、主机厂商信息共享，一起来研究，以更好促进行业发展，减少信息不对称而造成的浪费。

来源于：网络整理