非反應性聚氨酯熱熔膠使用時加熱至一定溫度后熔化而涂覆于粘接基材上，再經冷卻而固化。其粘接機理和單組分溶劑揮發型膠黏劑差不多，固化過程不發生化學反應，主要是利用組成中氫鍵的作用發生物理交聯，并產生黏附力，初黏性很好。受熱后失去氫鍵作用，變成熔融黏稠液，因此利用這一可逆特性可反復加熱-冷卻固化。

較低熔點的熱塑性聚氨酯可制成粉末狀、薄膜狀、條帶狀熱熔型聚氨酯膠黏劑。用于熱熔膠的熱塑性聚氨酯為線型或帶少量支鏈的聚合物。聚氨酯主體材料一般由聚醚二醇或聚酯二醇、二異氰酸酯（如MDI、TDI、IPDI或HDI）以及低分子二元醇擴鏈劑等為原料制得，合成方法有本體法及溶液法。脂肪族二異氰酸酯由于不含有苯環，其制品的耐黃變性能較好。

在制備聚氨酯熱熔膠黏劑時，聚氨酯本來的性能在某些方面還是不能滿足要求，需添加一些物質進行改性，如添加增黏樹脂、熱塑性樹脂、增塑劑、抗氧劑和紫外線吸收劑等。添加增黏樹脂和熱塑性樹脂，對產品的粘接強度、耐熱性和對材質的潤濕性方面均有所提高，同時賦予產品一定的壓敏性。增黏樹脂能夠降低熱熔膠的熔融溫度和黏度，改善聚氨酯熱熔膠對被粘物體的潤濕性，從而提高聚氨酯熱熔膠的粘接性能，主要有酚醛樹脂、環氧樹脂、萜烯樹脂、松香甘油酯、歧化松香、聚合松香、石油樹脂、烷基酚醛樹脂、香豆酮-茚樹脂等，熱塑性樹脂主要有SBS、SIS和EVA等。可添加增塑劑以提高產品的柔韌性，改善膠黏劑的耐寒、耐熱、阻燃、耐久性能等，同時改善膠黏劑的物理力學性能和施工工藝性能，但添加時應注意增塑劑和聚氨酯有較好的相容性，防止增塑劑遷移、滲出、揮發等，所添加的增塑劑主要有鄰苯二甲酸二辛酯和偏苯三酸三辛酯等。添加抗氧劑和紫外線吸收劑提高產品的高溫耐黃變性能和太陽光照射耐老化性能。適量添加硬脂酸鋅或硬脂酸鈣可以提高聚氨酯的熔體流動速率，增加產品的流動性，使其有助于施工。

粉末狀聚氨酯熱熔膠主要成分還是熱塑性聚氨酯樹脂，可以與著色劑、增塑劑、穩定劑等添加劑混合配制。粉料具有流動性，為輸送、分散和使用提供了方便，不需要熔融就可以在被粘物表面均勻分散。

制備聚氨酯粉末的方法主要有下述三種。目前主要采用第一種。

①在無氧（氧會引起粉塵爆炸）條件下冷凍研磨熱塑性聚氨酯彈性體。可使用沖擊式粉磨機，用冷凍鹽水、干冰或液氮降低溫度。

例如，將顆粒狀聚氨酯樹脂與添加劑混合，在80～130℃的溫度下，由雙螺桿擠出機擠出物料，冷卻并切割后，于專用的粉碎機中碾碎，用篩選法除去粗糙的顆粒，得到40～60μm的粒料，用此方法制備的聚氨酯粉末具有良好的流動性和穩定性。

②采用溶液聚合方法。這種溶液聚合選擇的溶劑要求只能溶解一種反應組分，而不溶解最終的聚氨酯。例如，只溶解異氰酸酯的烴類可適用于制造粉末聚氨酯。溶液聚合法回收溶劑耗能大。

例如，將己二酸己二醇酯二醇真空脫水后與HDI反應生成預聚體，再在甲苯溶液中與1，6-己二醇、新戊二醇進行擴鏈反應，一段時間后析出聚氨酯固體，將溶劑除去后，進行干燥、磨碎、篩分，得到熔融溫度120～126℃的聚氨酯熱熔膠粉末，粉末粒度0.3～0.5mm。該膠可通過紅外加熱散熱器進行加熱，用于織物粘接，施膠量約28g/m2，剝離強度570～690N/m，也可將該膠進一步加工成薄膜狀。

③乳液聚合法。在有很少量乳化劑存在下或處于親水基團含量極低的情況下，通過乳液聚合制得聚氨酯水分散體，經破乳、干燥后制成粉末。產品性能與本體聚合有較大差距。

德國Bayer公司生產的Ultramoll PU是一種含有聚合物增塑劑的高柔韌性的聚氨酯粉末，該粉末無色無味，粒徑小于1000μm。它含有（5±3）%的PVC，邵爾A硬度為72±3。注射成型鞋底應用Ultramoll PU粘接PVC及鞋幫材料時，可大大提高粘接強度。

聚氨酯熱熔膠膜和條帶狀聚氨酯熱熔膠，可以由熱塑性聚氨酯膠粒通過壓延得到。膠膜還可以通過聚氨酯溶液涂膜干燥得到。

可將顆粒狀聚氨酯熱熔膠加入設有T形模頭的擠出機擠出成型為膠黏劑薄膜，并經水冷收卷為產品。例如薄膜可寬800～820mm，厚0.3～1.5 mm。 某聚氨酯熱熔膠黏劑的技術指標為：施工溫度165～190℃，膠膜拉伸強度≥30MPa，300%定伸應力≥8MPa，常溫剪切強度≥45MPa，75℃剪切強度≥12MPa，熔體流動速率≥6g/min（145℃，2.15kg）。