文档介绍：聚氨酯胶粘剂一. 组成聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(- NHCOO -)或异氰酸酯基(- NCO )的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂分为多异氰酸酯和聚氨酯两大类。多异氰酸酯分子链中含有异氰基( -NCO ) 和氨基甲酸酯基( -NH-COO- ), 故聚氨酯胶粘剂表现出高度的活性与极性。与含有活泼氢的基材, 如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料, 以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力。二. 发展历史 1937 年,德国化学家 Bayer —聚氨酯工业的奠基人, 与其同事发现异氰酸酯能与含活泼氢的化合物发生反应, 如二异氰酸酯与二元胺反应能制成有强度的聚合物, 从而奠定了聚氨酯化学基础, 并首次利用异氰酸酯与多元醇化合物制得聚氨酯树脂。第二次世界大战期间,德国拜耳公司用 4,4‘, 4 ’‘—三苯基甲烷三异氰酸酯胶接金属和合成橡胶获得成功, 应用于坦克的履带上, 使聚氨酯胶黏剂首次工业化。该公司还首先以三异氰酸酯和聚酯多元醇为原料开发了商品名为 Polystal 的系列双组分溶剂型聚氨酯胶黏剂。为日后聚氨酯胶黏剂工业的发展奠定了基础。美国第二次世界大战后于 1953 年引进德国技术,开发了以蓖麻油和聚醚多元醇为原料的聚氨酯胶黏剂。 196 8 年, Goodyear 公司开发了无溶剂型聚氨酯结构胶黏剂“, 并成功地应用于汽车用玻璃纤维增强塑料的胶接。 1978 年又开发了单组分湿固化型聚氨酯胶黏剂, 1984 年美国市场上又出现了反应型热熔聚氨酯胶黏剂。日本于 1954 年引进德国和美国聚氨酯技术, 1960 年生产聚氨酯原料, 1966 年开始生产聚氨酯胶黏剂。 1975 年日本光洋公司开发成功“乙烯类聚氨酯”水性胶黏剂, 于 1981 年投入工业化生产。目前日本聚氨酯胶黏剂的研究与生产十分活跃, 与美国、西欧一起成为聚氨酯生产、出口大国。三. 聚氨酯胶粘剂的制备与配方 1. 多异氰酸酯胶粘剂(单组分) 1. 配制:将多异氰酸酯单体与溶剂按一定比例混合均匀, 即可配制成多异氰酸酯胶粘剂(单组分) 。 2. 固化原理:— NCO 与被粘物表面— OH 作用, 可在常温或高温下固化。 3. 多异氰酸树脂胶粘剂的特点: 1 )多异氰酸酯分子量低,渗透力强,且反应后性高, 故粘结力很强; 2 )固化后,耐热、耐溶剂性能好。 3 )含游离异氰酸酯基团高,对潮气敏感、有毒性。 4 )多异氰酸酯分子量低,固化后,胶层硬度高,有脆性,常需改性。 4. 多异氰酸树脂胶粘剂的配方实例: JQ-1 胶配方: 组分: 质量份: 三苯基甲烷三异氰酸酯 20 氯苯 80 固化条件: 压力, 140 ℃下固化 30min . 应用:可用于橡胶与金属(粘结力不小于 ) 、橡胶与织物(粘结力不小于 )的粘结。配方: 组分: 质量份: 二苯基甲烷二异氰酸酯( MDI ) 50 氯苯 50 亚磷酸酯少许固化条件: 压力, 140 ℃下固化 30min . 应用:可用于橡胶与金属,粘结力高于 JQ-1 胶。 2 . 封端型异氰酸树脂胶粘剂(单组分) 1. 封端型异氰酸酯是异氰酸酯与苯酚或其他羟基化合物反应生成一种具有氨酯结构, 暂时封闭了活泼的异氰基的胶粘剂。具有不怕水、稳定性高的特点。 2. 封闭与固化机理:封端型异氰酸加成物(如与 ph-OH ) 在 150 °C 以上,反应逆向进行,恢复活性,粘接面接触加压即可固化。 3. 常见的异氰酸酯封闭剂: 苯酚、叔丁醇、丙二酸二乙酯、己内酰胺。封端型异氰酸加成物的解离温度一般在 60-200 ℃之间。但加入叔胺、有机锡等催化剂, 可降低解离温度, 加速解离反应。在封闭剂相同时, HDI 比 TDI 的封闭解离温度要高 10-20 ℃。4. 影响封闭型胶粘剂性能的因素 1 )封闭剂对封闭率及储存稳定性的影响: 封闭率:苯酚< 叔丁醇< 丙二酸二乙酯< 己内酰胺封闭率与封闭剂的反应活性有关,活性越高,封闭率越高;而反应活性与其碱性有关,碱性越强,活性越高。 2) 储存稳定性: 苯酚( 20d )< 叔丁醇( 40d )< 丙二酸二乙酯(3月) < 己内酰胺(半年)。 3) 封闭反应催化剂的选择: 催化剂的碱性和亲核性越强,其催化活性越高。常用的催化剂:有机锡、叔胺、碱金属的醇盐、酚盐。催化剂对封闭与解离正逆反应均有催化作用,应注意选用。 4 ) 封闭反应中溶剂的选择: 为降低粘度,防止异氰酸酯在强碱催化下发生二聚、三聚,常需使用溶剂。常用的溶剂:甲苯、 DMF. 5. 封闭型异氰酸树脂胶粘剂的配方实例: 普通封闭型异氰酸树脂胶粘剂配方 1: 组分: 质量份: 聚己二酸己二醇 202 二乙烯三胺 TDI (丁酮肟封