8聚氨酯胶粘剂汇总
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异氰酸酯根据对动物实验以及对人的作用,将其归类 于危害性物料,在运输规范中也被视为危险品。
2. 聚酯多元醇
大部分为二官能度。 聚酯多元醇易于吸湿,贮运应避免大气中水分进入。 为了减少可逆反应,温度不应超过120 ℃。
3. 聚醚多元醇
是端羟基的齐聚物,主链上的烃基由醚键连接。 是以低分子量的多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物 为起始剂,与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成。
5. 溶剂
为了调整聚氨酯胶粘剂的粘度,便于工艺操作,在聚 氨酯胶粘剂的制备或使用过程中,经常要采用溶剂。 聚氨酯胶粘剂用的有机溶剂必须是“氨酯级溶剂”,
(1)按照反应组分进行分类
① 多异氰酸酯胶粘剂 (单体胶粘剂) 指以多异氰酸酯小分子直接作为胶粘剂。由于异氰
酸酯分子体积小且又溶于有机溶液中,故此类胶粘剂很 容易渗透到一些多孔性材料中而进一步提高胶接强度。 它能和被胶接物表面的水分及含水氧化物反应导致界面 间产生化学键,如与纤维素中的结合水反应生成脲。但 其毒性大、柔韧性差,不适用于结构件的胶接。
4. 催化剂
主要需用NCO/OH反应催化剂和NCO/H2O反应催化剂。 (1)有机锡类催化剂: 此类催化剂催化NCO/OH反应比催化NCO/H2O反应强,
聚氨酯胶粘剂制备时大多采用此类催化剂。
(2)叔胺类催化剂: 此类催化剂对促进与水的反应特别有效。 一般用于制备聚氨酯泡沫塑料,发泡型聚氨酯胶粘剂以 及低温固化型、潮气固化型聚氨酯胶粘剂。
(5) 按照用途进行分类
通用型聚氨酯胶粘剂、食品包装用聚氨酯胶粘剂、鞋用 聚氨酯胶粘剂、木材加工用聚氨酯胶粘剂、建筑用聚氨酯 胶粘剂、结构用聚氨酯胶粘剂等。
8.2 聚氨酯胶粘剂的原料
1. 异氰酸酯
无论是异氰酸酯胶粘剂,还是聚氨基甲酸酯胶粘剂, 都需要异氰酸酯单体。异氰酸酯(Isocyanate)是一大类 含有异氰酸基(—N=C=O)的有机化合物。异氰酸酯基由 于其累积双键和碳原子两边的电负性很大的氮氧原子作 用,使之具有很高的反应活性,能与绝大多数含活泼氢的 物质发生反应。
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② 调节聚氨酯树脂的配方可控制分子链中软缎与硬段 比例及结构,制成不同硬度和伸长率的胶粘剂。 ③ 可加热固化,也可以室温固化。 ④ 固化属于加聚反应,没有副产物产生,因此不易使
胶合层产生缺陷。
⑤ 低温和超低温性能特别优良,超过所有其他类型的胶 粘剂。其胶合层可在-196℃ ,甚至-253 ℃下使用。
8 聚氨酯胶粘剂
8.1 概述
聚氨酯胶粘剂(Polyurethane Adhesive)是指在分子链中 含有氨基甲酸酯基团(—NHCOO—)和/或异氰酸酯基(— NCO)的胶粘剂。它具有优异的性能,且应用领域广泛。 德国Bayer公司的聚氨酯胶粘剂专家Gunter Festel指出: 聚氨酯胶粘剂的多样性几乎为每一种粘接难题都准备了 解决的方法。
⑥ 具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶剂、耐化学药品、 耐臭氧及防霉菌等性能。
(2)缺点 在高温、高湿下易水解而降低胶合强度。
(2)缺点 在高温、高湿下易水解而降低胶合强度。
2. 聚氨酯胶粘剂的分类
聚氨酯胶粘剂的类型和品种很多,其分类方法也很多, 一般可按照反应组成、溶剂形态、包装、用途、固化方式 等方法分类。
(1)按照反应组分进行分类
② 含异氰酸酯基聚氨酯胶粘剂 主要组成含异氰酸酯基聚氨酯预聚体,多异氰酸酯和 多羟基化合物的反应生成物。是聚氨酯胶粘剂中最重要的 一部分,有单组分、双组分、溶剂型、无溶剂型等类型。
(1)按照反应组分进行分类
③ 含羟基聚氨酯胶粘剂 含羟基的线型聚氨酯聚合物,由二异氰酸酯与二官能度 的聚酯或聚醚反应生成。 属双组分胶粘剂
酯合成的-NCO封端的聚氨酯预聚体. ② 双组分聚氨酯胶粘剂 (API、醇+预聚体)
是由端-OH基的多元醇(主剂)组分和聚异氰酸酯 (固化剂),或端-NCO基的聚氨酯预聚体(主剂)的组 分和多元醇(固化剂)构成。
(4)按照固化方式进行分类
① 热固性聚氨酯胶粘剂 ② 常温固化型聚氨酯胶粘剂 ③ 湿固化型聚氨酯胶粘剂 ④ 紫外光固化型聚氨酯胶粘剂
常用的异氰酸酯主要有芳香族类和脂肪类两种。芳香 族类的主要有:TDI(2, 4—甲苯二异氰酸酯或2, 6—甲苯 二异氰酸酯)、MDI(二苯基甲烷- 4, 4’二异氰酸酯)、 NDI (1, 5—萘二异氰酸酯)、PAPI(多亚甲基多苯基多 异氰酸酯)等;
脂肪族类的主要有:HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、 HMDI(二环己基甲烷- 4, 4’-二异氰酸酯)、IPDI(异 佛尔酮二异氰酸酯)等。
(2)按照溶剂形态进行分类
① 溶剂型聚氨酯胶粘剂 ② 水性聚氨酯胶粘剂 (乳液胶粘剂) ③ 无溶剂型聚氨酯胶粘剂 (活性溶剂,固体型,热熔
胶等)
(3)按照组分进行分类
① 单组分聚氨酯胶粘剂 溶剂型:是高分子量的热塑性聚氨酯溶剂型溶液。 湿气固化型:是由聚酯多元醇或聚醚多元醇和二异氰酸
由于TDI价格较低而且在2, 4—甲苯二异氰酸酯中两个 不同位置的异氰酸根活性差异很大,有利于化学反应中 的分子设计,应用较为广泛。
MDI比TDI制备的异氰酸酯具有较高的模量和撕裂强 度,因为MDI对称,产生结构规整有序的相区结构。
芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯,由于具有刚性的芳 环,硬段内聚能增大,其强度比来自脂肪族的异氰酸 酯生产的聚氨酯大,并且抗氧化性能也好。
目前合成异氰酸酯的方法虽有27种之多,但是100多年 来,工业化合成异氰酸酯的方法仍是伯胺光气法,其他的 合成方法仍处于试验或中试阶段。近年来硝基化合物和一 氧化碳在高温高压催化下合成异氰酸酯的方法有望成为新 的工业化合成方法。
1. 聚氨酯胶粘剂的特点
(1)优点 ① 聚氨酯胶粘剂因含有极性很强、化学活泼性很高的 异氰酸酯基和氨酯基,它与含有活泼氢的材料,如泡沫塑 料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、 玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有着优良的化学胶 接力。