8聚氨酯胶粘剂.ppt汇总
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汽车用聚氨酯密封胶性能及应用PPT
目前国内家用轿车挡风玻璃的粘接100%采用 聚氨酯密封胶，整个汽车工业挡风玻璃粘接中聚 氨酯密封胶使用率可达95%。每部轿车的风挡 玻璃用胶量大约1.5kg。客车用胶量较多，以一 辆10米长的客车来说，每车单组分聚氨酯挡风玻 璃密封胶约用10kg。
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兵器制造、航空航天等行业特种非金属材料专业 生产基地 国内生产密封胶、胶粘剂、复合材料等特种精细 化工产品的知名企业。 设有国家复合材料动员中心 中国胶粘剂工业协会常务理事单位、 中国聚氨酯工业协会理事单位， 曾荣获首批国家一级企业、国家一级计量单位、 AAA特级信誉企业等荣誉称号。
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HG/T4322-2012《汽车车窗玻璃用单组份聚氨酯胶粘剂》中I 型产品基本性能指标和“山泉”AM-140指标
序号 1 性能 外观 指标值 均匀膏状物 AM-140指标 黑色均匀膏状物
2
3 4 5
密度（g/cm3）（%），≥
下垂度mm,≤ 表干时间(min) ≤ 固化速度(mm/24h), ≥
4
耐水性
40℃， 72h
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单组份聚氨酯密封胶的低温性能 我国最北段在北纬53°寒温带地区，最南在南纬 4°热带地区。 跨纬度近50°。在南北方会有冷 热不同的极端天气出现。如最北方冬天最冷时能 达到-50℃,南方最热时室外能达到60-70℃。因 此汽车作为交通运输工具，要能适应高低温不同 的环境，希望胶粘剂/密封胶在- 50 ℃～70 ℃ 之间有良好的粘接性能，能耐水、耐盐雾、耐燃 油和清洗剂，抗冲击和振动，寿命长。耐老化性 能对耐热和耐水有考察，据说在各种材料中，聚 氨酯有最优异的低温性能。
聚氨酯简介PPT课件
交联程度以及连段间的相互作用
• 线性结构的聚氨酯具有热塑性、强度高、伸长率大
、回弹性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低温等性能 好的优点，制成的薄膜制品耐油、易热封，又无毒 、无异味，可用于食品包装。由于强度高、耐油脂 因此仅用0.025毫米厚的聚氨酯即可满足金属防锈 包装的要求。
• 体型结构的聚氨酯是热固性的强度很高、弹性极佳
、化学稳定性好等，多用于生产硬聚质泡沫塑料、 弹性体、粘合剂及涂料等。
6
.
分类——形态分类法
溶剂型聚氨酯
双组分型 单组份型
形态分类法
水系聚氨酯
水溶解型 胶体分散型
乳液型
7
.
分类——离子型分类法
分子侧链结构 中一般存在季 铵盐
同时含有两种 不同的基团和 链段
阴离子型 聚氨酯
分子侧链结构 中大多存在磺 酸基和羧酸基
8
阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
具有聚醚链段
.
混合型聚 氨酯
其他分类方法
固化特性 分类法
热固性聚氨酯 热塑性聚氨酯
9
组成 分类法
低聚物多元醇 聚酯型聚氨酯& 聚醚型聚氨酯 异氰酸酯的母体 结构 脂肪族聚氨酯& 芳香族聚氨酯
.
整理工艺 分类法
干式涂层用聚氨 酯可在织物表面 生成均匀透明的 薄膜 湿式涂层用聚氨 酯能够在织物表 面生成含有微孔 或气泡的薄膜
用途
聚氨酯 纤维
聚氨酯 油漆
聚氨酯 塑料
用途
聚氨酯 涂料
聚氨酯 橡胶
聚氨酯 胶黏剂
10
.
聚氨酯塑料
有热塑性聚氨酯塑料、热固性聚氨配塑料和软、硬泡沫塑 料三种。
除软泡沫塑料外，其余结构是刚性链段多，柔性链段少， 常温下处于玻璃态，具有小于铝，大于铝和等于铝的硬度。
• 线性结构的聚氨酯具有热塑性、强度高、伸长率大
、回弹性好、耐磨、耐油、耐老化、耐低温等性能 好的优点，制成的薄膜制品耐油、易热封，又无毒 、无异味，可用于食品包装。由于强度高、耐油脂 因此仅用0.025毫米厚的聚氨酯即可满足金属防锈 包装的要求。
• 体型结构的聚氨酯是热固性的强度很高、弹性极佳
、化学稳定性好等，多用于生产硬聚质泡沫塑料、 弹性体、粘合剂及涂料等。
6
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分类——形态分类法
溶剂型聚氨酯
双组分型 单组份型
形态分类法
水系聚氨酯
水溶解型 胶体分散型
乳液型
7
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分类——离子型分类法
分子侧链结构 中一般存在季 铵盐
同时含有两种 不同的基团和 链段
阴离子型 聚氨酯
分子侧链结构 中大多存在磺 酸基和羧酸基
8
阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
具有聚醚链段
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混合型聚 氨酯
其他分类方法
固化特性 分类法
热固性聚氨酯 热塑性聚氨酯
9
组成 分类法
低聚物多元醇 聚酯型聚氨酯& 聚醚型聚氨酯 异氰酸酯的母体 结构 脂肪族聚氨酯& 芳香族聚氨酯
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整理工艺 分类法
干式涂层用聚氨 酯可在织物表面 生成均匀透明的 薄膜 湿式涂层用聚氨 酯能够在织物表 面生成含有微孔 或气泡的薄膜
用途
聚氨酯 纤维
聚氨酯 油漆
聚氨酯 塑料
用途
聚氨酯 涂料
聚氨酯 橡胶
聚氨酯 胶黏剂
10
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聚氨酯塑料
有热塑性聚氨酯塑料、热固性聚氨配塑料和软、硬泡沫塑 料三种。
除软泡沫塑料外，其余结构是刚性链段多，柔性链段少， 常温下处于玻璃态，具有小于铝，大于铝和等于铝的硬度。
聚氨酯PPT原稿
聚氨酯及其绝缘制品● 聚氨酯概述● 异氰酸酯基的反应性● 聚氨酯生成原理及制备工艺 ●聚氨酯绝缘制品及应用聚氨酯概述聚氨酯是指大分子链上含有氨酯键结构的聚合物。
简称PU （Polyurethane ）C ONH R NH C O OR'On聚氨基甲酸酯聚氨酯由多元异氰酸酯与多元醇经加聚反应制得。
制备聚氨酯的主要原材料 多元异氰酸酯HDI 己二异氰酸酯 26()OCN CH NCO 液体 沸点127℃ TDI 甲苯二异氰酸酯 熔点21.8℃NCOCH 3NCOCH 3OCN2,4-TDI 2,6-TDI 常用的工业品：TDI-100 TDI-80TDI-65MDI 二苯甲烷二异氰酸酯 熔点40℃OCNCH 2NCOTTI 三苯基甲烷三异氰酸酯OCNCHNCONCO多元醇：化合物， 1，4一丁二醇聚合物，聚醚多元醇，聚酯多元醇聚醚多元醇聚醚多元醇由环氧化烯烃开环聚合制备。
常用环氧化烯烃：环氧乙烷环氧丙烷 四氢呋喃CH 2OH CH 2OH+(n 1+n 2) CH 2CHCH 3O CH 2O(CH 2CHO)n 1H CH 32O(CH 2CHO)n 2H3乙二醇是开环聚合的起始剂聚醚多元醇的官能度取决于起始剂的官能度起始剂为二元醇时，聚醚 f ＝2起始剂为三元醇时，聚醚 f ＝3聚醚多元醇的羟基种类取决于环氧化烯烃以环氧乙烷为单体时，是伯羟基以环氧丙烷为单体时，是仲羟基 以四氢呋喃为单体时，是伯羟基聚酯多元醇聚酯多元醇由二元酸和二元醇在醇过量的条件下缩聚而得。
400~6000Mn f ＝2异氰酸酯基的反应性异氰酸酯的反应活性：与活性氢反应 自聚合反应异氰酸酯基 —N=C=O — 是杂积累双键，非常活泼。
电荷分布和电子云密度的共振结构式如下R N CORCOR C O在化学反应中，异氰酸酯基表现为亲电试剂。
含活性氢的物质BH 能与异氰酸酯基进行亲核加成反应 亲核中心B 进攻正碳离子 活性氢H 转移到N 原子上亲核加成反应历程：R N C O +BH[R N C O]BH[R O]当R 为吸电子基，B 含推电子基时，有利于亲核加成反应进行。
胶合材料学8 聚胺脂胶
8 聚氨酯胶粘剂
聚氨酯胶粘剂是指分子链中含有氨基甲酸酯基团（－NHCOO －）或异氰酸酯基的一类胶粘剂。
聚氨酯胶粘剂分为多异氰酸酯和聚氨酯两类，已有溶剂、热 熔、厌氧、压敏、光敏、乳液、发泡等多种形式。 一、性质 优点：
1,对多种材料具有很高的粘附性能，不仅可胶接多孔性材 料还能胶接表面光洁的材料。
2，耐冲击、耐振动、抗疲劳性好，适用于表面性质或热膨 胀系数相差较大的材料；
（如，金属和橡胶与木材的胶接，木地板无响声铺装中 龙骨与地板的胶接）
3，可室温固化，也可以加热固化，胶接强度高，可作结构 胶；
4，耐低温性能好； 5，性能可调节性好； 6，耐磨、耐油、耐溶剂、耐臭氧，气密性、电绝缘性好。
缺点： 1，对水和湿气敏感，胶层易产生气泡； 2，耐热性不高（60－80 °C）；耐强酸和强碱性差。
4，pH值为6－8，基本上为中性，对木材、金属等无污 染；
5，耐水性、耐热性优良。 缺点：双组分需要临用前现配，适用期短。 用途：木材加工业主要用于集成材和各类人造板的制
造，也可 以用于人造板与其他材料的复合。
用途：广泛用于金属、橡胶、塑料、织物、木材、皮革、 陶瓷、玻璃等自身或相互之间的胶接。特别是在木材工 业中日益受到重视，已在刨花板、中密度纤维板、集成 材、各种复合板等上得到应用。也可以用于易碎品的包 装邮寄等。
用途：木材加工业主要用于集成材Байду номын сангаас各类人造板的
制造，也可以用于人造板与其他材料的复合。
聚氨酯胶粘剂是指分子链中含有氨基甲酸酯基团（－NHCOO －）或异氰酸酯基的一类胶粘剂。
聚氨酯胶粘剂分为多异氰酸酯和聚氨酯两类，已有溶剂、热 熔、厌氧、压敏、光敏、乳液、发泡等多种形式。 一、性质 优点：
1,对多种材料具有很高的粘附性能，不仅可胶接多孔性材 料还能胶接表面光洁的材料。
2，耐冲击、耐振动、抗疲劳性好，适用于表面性质或热膨 胀系数相差较大的材料；
（如，金属和橡胶与木材的胶接，木地板无响声铺装中 龙骨与地板的胶接）
3，可室温固化，也可以加热固化，胶接强度高，可作结构 胶；
4，耐低温性能好； 5，性能可调节性好； 6，耐磨、耐油、耐溶剂、耐臭氧，气密性、电绝缘性好。
缺点： 1，对水和湿气敏感，胶层易产生气泡； 2，耐热性不高（60－80 °C）；耐强酸和强碱性差。
4，pH值为6－8，基本上为中性，对木材、金属等无污 染；
5，耐水性、耐热性优良。 缺点：双组分需要临用前现配，适用期短。 用途：木材加工业主要用于集成材和各类人造板的制
造，也可 以用于人造板与其他材料的复合。
用途：广泛用于金属、橡胶、塑料、织物、木材、皮革、 陶瓷、玻璃等自身或相互之间的胶接。特别是在木材工 业中日益受到重视，已在刨花板、中密度纤维板、集成 材、各种复合板等上得到应用。也可以用于易碎品的包 装邮寄等。
用途：木材加工业主要用于集成材Байду номын сангаас各类人造板的
制造，也可以用于人造板与其他材料的复合。
聚氨酯材料及其应用ppt课件
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2012年2月27日
由于异氰酸酯基团的高活泼性，使其可以与许多含活性氢 的物质反应。可与异氰酸酯发生反应的活性氢化合物有醇、 水、胺(氨)、醇胺、酚、硫酸、羧酸、脲等。反应可生成氨 基甲酸酯、取代脲、脲基甲酸酯、缩二脲等化学结构。
由于异氰酸酯及活泼氢化合物种类繁多，分子结构千变万 化，所以可以合成出结构、性能各异的聚氨酯（脲）材料。
异氰酸酯与酰胺、脲、氨基甲酸酯反应活性低，反应温度高； 2、异氰酸酯与胺、水、羧基反应都生成脲，在较高温度下，脲基可 进一步与异氰酸酯反应生成支链或交联结构产物。 3、只有在异氰酸酯基过量和高温条件下，才能生成支链或交联结构 产物。
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2012年2月27日
异氰酸酯的自聚合反应
生成二聚体的反应：
N CO
2002年
285.5 40.5 68.0 52.0 180.2 48.5 301.8 1016.5
2006年
326.5 45.0 71.0 53.5 240.7 52.0 327.7 1165.0
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2012年2月27日
世界聚氨酯主要原料消耗量
万吨
原料名称 聚合MDI 纯MDI TDI 脂肪族异氰酸酯 聚醚多元醇 聚酯多元醇 总计
汽车弹性体 和RIM, 6%
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 19%
鞋用, 6%
汽车弹性体 汽车模塑泡和RIM, 7%
沫, 13%
2001年
世界聚氨酯产品市场消耗比例
2010年
.
2012年2月27日
二、聚氨酯主要原料
聚氨酯原料
脂肪族
异氰酸酯 脂环族
芳香族
聚酯多元醇
环氧丙烷聚醚多元醇
低聚物多元醇 聚醚多元醇 四氢呋喃聚醚多元醇
聚氨酯密封胶知识学习材料PPT课件
2019/12/28
2
汽车用胶粘剂分类
• 按照基础材料来分类， • ＊聚氯乙烯胶
• 聚氨酯胶粘剂在各国汽车制造中获 得了广泛的应用,成为汽车用主要胶 种之一。
• ＊沥青底涂胶 • ＊氯丁胶、 • ＊丁基胶、 • ＊丁苯胶、 • ＊环氧胶、 • ＊丙烯酸酯胶 2019/12/28
• 性能优势 ＊韧性好 ＊室温固化 ＊对塑料件粘接性好 ＊粘接强度高 ＊耐冲击和耐化学品性能 ＊粘接材料范围广 ＊在汽车等运动工具上的适应性更好
3
聚氨酯密封胶结构组成
• 主要成分是聚氨酯预聚体
• 其结构特点是主体树脂分子中含有大量 极性基团和活性反应基团如-NCO、-OH 和脲基等极性基团、柔性链段和刚性链段 嵌段共聚,
• 结构特点决定其独特的性能：
＊可对多种基材(如金属、塑料、木材、 织物、玻璃等)有极好的粘接性,并能常温 固化;
＊粘接性好、机械强度高、优良的耐磨性、 低温柔软性、性能可调节范围较广、弹性 好、耐候性好、使用寿命可达15~20年；
2019/12/28
8
2019/12/28
9
聚氨酯（嵌缝/焊缝）密封胶
• 除了挡风玻璃粘接外，聚氨酯密封胶还大量用于汽车玻 璃与窗框之间的嵌缝密封，汽车空调、汽车内部过线孔、 地板周边、行李仓、踏板、轮毂等部位的密封与粘接， 一部10米长的客车仅聚氨酯密封胶用量达50kg左右。
2019/12/28
聚氨酯密封胶 知识学习材料
2019/12/28
1
简介
• 密封胶/胶粘剂是汽车生产中重要的工艺材料之一，其 功能渗透在汽车制造过程的焊装、涂装、总装等各个环 节，在汽车的结构增强、密封防锈、减振降噪、隔热消 音、坚固防松、内外装饰，以及简化制造工艺、减轻车 身重量、促进新型结构材料在汽车上的应用等方面起着 特殊的作用。随着新型汽车结构中引入大量的轻质金属、 复合材料和塑料及内饰技术的发展带来汽车胶粘剂密封 胶持续增长。
聚氨酯PPT
保温隔热
硬质聚氨酯泡沫塑料具有超低的热导率(其导热系 数γ仅为0.018～0.024W/m*k)，软化系数在250℃ 以上，保温隔热效果在目前市场上所有的保温隔 热材 料中是最好的。
相同保温效果不同材质厚度比较
阻燃性能 聚氨酯泡沫均较易燃,尤其是软质聚氨酯泡沫,其氧 指数只有17%~18%,在空气中极易燃烧,且燃烧时 产生大量有毒气体及烟尘。
谢
谢 ！
4、运输工具(汽车、飞机、铁路车辆的坐垫、顶 棚等材料) 5、冷库保温隔热、冷藏车及冷库隔热材等
管道保温
软质聚氨酯泡沫
块状软质聚氨酯泡沫主要用于家具、垫材、复合 面料、服装鞋帽、隔音内衬与箱包衬里材料; 模塑软质聚氨酯泡沫主要用于制作汽车坐垫、靠 背、头枕、摩托车坐垫、家具、运动器材等。
硬质聚氨酯泡沫应力应变分析
泡沫结构
聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料， 在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下， 通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的 高分子聚合物。
硬质聚氨酯泡沫用途 1、建筑隔热材料 2、保温材料(管道设施等的保温隔热)
3、生活用品(床、沙发等的垫材、冰箱，空调等 的隔热层和冲浪板等的芯材)
二战后英美等国从德国获得聚氨酯树脂的制造技 术于1950年相继开始工业化。
聚氨酯分类 氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,聚氨酯 泡沫是聚氨酯的主要品种,约占其总量的70%。 聚氨酯泡沫分为硬质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯 泡沫和软质聚氨酯泡沫材料 软泡为开孔结构， 硬泡为闭孔结构；
软泡又分为结皮和不结皮两种。
颗粒填充改性 在硬质聚氨酯泡沫基体中加入刚性粒子可以提高 聚氨酯泡沫的压缩强度、模量和尺寸稳定性。通 过功率超声分散技术将纳米二氧化钛、纳米二氧 化硅、纳米碳酸钙分散在聚氨酯原料液相体系中, 然后聚合成型得到增强聚氨酯泡沫。 在硬质聚氨酯泡沫基体中加入玻璃纤维玻璃纤维 制品、碳纤维、空心玻璃微珠、木质素等材料,可 以制备复合硬质聚氨酯泡沫,提高聚氨酯泡沫的力 学性能,扩大其应用范围。
聚氨酯简介PPT课件
美国是世界上最大的聚氨酯生产国，其产 量占世界的40％左右，也是最大的聚氨酯 消费国
17
.
中国聚氨酯发展现状
20世纪90年 代至新世纪初，聚 氨酯弹性体的适用 范围进一步扩大， 产品品种及产量稳 步增长，原材料、 新技术、先进设备 正在协调配套生产 成为新世纪初的一
个朝阳产业。
18
.
全球聚氨酯发展趋势
15
.
聚氨酯胶黏剂
聚氨酯黏胶剂对各种织物、塑料、橡胶、木材、玻璃及陶瓷制 品等融合效果都很好。在加热加压下黏合，可用于同一般钢材 钢材、铝材等胶合。
16
.
全球聚氨酯发展现状
2001年到2006年，世界聚氨酯产能年平均增长率为4％，消费量年平均增长率为 3.4％。2006年世界聚氨酯的产品产量达1165万吨，聚氨酯消耗量达979万吨。
硬段结构 软段结构
3
.
结构如何决定性能？
• 任何高分子材料的性能均由其结构决定,聚氨酯结构包含化学结构和聚集结构
两方面。化学结构即分子链结构,是合成之初配方设计中需要着重考虑的因素 ;聚集结构是指大分子链段的堆积状态,受分子链结构、合成工艺、使用条件 等的影响。具体有以下几方面的影响：
• 一、软段对性能的影响
8
阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
具有聚醚链段
.
混合型聚 氨酯
其他分类方法
固化特性 分类法
热固性聚氨酯 热塑性聚氨酯
9
组成 分类法
低聚物多元醇 聚酯型聚氨酯& 聚醚型聚氨酯 异氰酸酯的母体 结构 脂肪族聚氨酯& 芳香族聚氨酯
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整理工艺 分类法
干式涂层用聚氨 酯可在织物表面 生成均匀透明的 薄膜 湿式涂层用聚氨 酯能够在织物表 面生成含有微孔 或气泡的薄膜
17
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中国聚氨酯发展现状
20世纪90年 代至新世纪初，聚 氨酯弹性体的适用 范围进一步扩大， 产品品种及产量稳 步增长，原材料、 新技术、先进设备 正在协调配套生产 成为新世纪初的一
个朝阳产业。
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全球聚氨酯发展趋势
15
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聚氨酯胶黏剂
聚氨酯黏胶剂对各种织物、塑料、橡胶、木材、玻璃及陶瓷制 品等融合效果都很好。在加热加压下黏合，可用于同一般钢材 钢材、铝材等胶合。
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全球聚氨酯发展现状
2001年到2006年，世界聚氨酯产能年平均增长率为4％，消费量年平均增长率为 3.4％。2006年世界聚氨酯的产品产量达1165万吨，聚氨酯消耗量达979万吨。
硬段结构 软段结构
3
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结构如何决定性能？
• 任何高分子材料的性能均由其结构决定,聚氨酯结构包含化学结构和聚集结构
两方面。化学结构即分子链结构,是合成之初配方设计中需要着重考虑的因素 ;聚集结构是指大分子链段的堆积状态,受分子链结构、合成工艺、使用条件 等的影响。具体有以下几方面的影响：
• 一、软段对性能的影响
8
阳离子型 聚氨酯
非离子型 聚氨酯
具有聚醚链段
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混合型聚 氨酯
其他分类方法
固化特性 分类法
热固性聚氨酯 热塑性聚氨酯
9
组成 分类法
低聚物多元醇 聚酯型聚氨酯& 聚醚型聚氨酯 异氰酸酯的母体 结构 脂肪族聚氨酯& 芳香族聚氨酯
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整理工艺 分类法
干式涂层用聚氨 酯可在织物表面 生成均匀透明的 薄膜 湿式涂层用聚氨 酯能够在织物表 面生成含有微孔 或气泡的薄膜
聚氨酯胶粘剂概述ppt课件
80 88 5 15 24
31
提高鞋用胶的初粘性
为了提高PU鞋用胶的初粘强度，采用用高偶碳数二 元酸合成聚酯二醇提高胶粘剂的结晶性，掺混增粘树脂改 性。高偶碳数二元酸有壬二酸、癸二酸等。
固化剂的类型对初粘性也有影响，研究发现TDI三聚 体的初粘性最好。
32
2、醇溶性聚氨酯复膜胶
溶剂型复膜胶缺点：溶剂有毒及会在复合材料中易引起 异味和溶剂残留的问题。
44
环氧基聚丙烯酸酯制备要点
●采用极性较大的丙烯酸酯单体，如丙烯酸甲酯、丙烯酸 乙酯、醋酸乙烯酯等 ●在保证醇溶性的基础上，尽可能使羟基丙烯酸酯的用量 最少（如丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯），以保证胶膜的 耐水性 ●环氧单体中商业化的有丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水 甘油醚，研究表明丙烯酸环氧单酯能大大提高粘接性能， 但用量太大醇溶性下降
二异氰酸酯
二元胺
聚醚二元醇
O
O
OCN N C NH R NH C O
R/
N NCO
O
O
O C NH R NH C N R/ N NCO
NCO NCO
NCO
41
பைடு நூலகம் 氨封端
CH3 NCO + HO C2H4 N
CH3
O
CH3
NH C O C2H4 N
CH3
42
例1：醇溶胶环氧组分
丙烯酸乙酯
15
甲基丙烯酸缩水甘油酯
2
聚氨酯胶黏剂的特点
① 聚氨酯胶黏剂因含有极性很强、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。
聚氨酯胶黏剂总结
聚氨酯胶黏剂一、聚氨酯胶黏剂的特性【26】1、聚氨酯胶粘剂中含有强极性和化学活泼性的异氰酸酯基(－NCO)和氨酯基(－NHCOO－)，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优良的化学粘合力。
而聚氨酯与被粘合材料之间产生的氢键作用使分子内力增强，会使粘合更加牢固。
2、调节聚氨酯树脂的配方可控制分子链中软段与硬段的比例以及结构，制成不同硬度和伸长率的胶粘剂。
其粘合层从柔性到刚性可任意调节，从而满足不同材料的粘接。
3、聚氨酯胶粘剂可加热固化也可室温固化。
粘合工艺简便，操作性能良好。
4、聚氨酯胶粘剂固化时一般没副反应产生，因此不易使粘合层产生缺陷。
5、多异氰酸酯胶粘剂能溶于几乎所有有机溶剂中，而且异氰酸酯的分子体积小，易扩散，因此多异氰酸酯胶粘剂能渗入被粘材料中，从而提高粘附力。
6、多异氰酸酯胶粘剂粘接橡胶和金属时，不但粘合牢固而且能使橡胶和金属之间形成软硬过渡层，因此这种粘合应力小，能产生更优良的耐疲劳性。
7、聚氨酯胶粘剂的低温和超低温性能超过所有其他类型的胶粘剂。
其粘合层可在-196℃(液氮温度)，甚至在-253℃(液氢温度)下使用。
8、聚氨酯胶粘剂具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶剂、耐化学药品、耐臭氧以及耐细菌等性能。
然而，聚氨酯胶粘剂也有缺点，在高温高湿下易水解而降低粘合强度。
二、聚氨酯的结构目前复合薄膜用胶粘剂用量最大的是聚氨酯胶粘剂，90%以上的软包装袋用复合膜采用了聚氨酯胶粘剂【3】。
聚氨酯（PU）胶黏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）的胶黏剂【1】。
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黏合力【2】。
聚氨酯树脂的结构对其性能起决定性作用。
聚氨酯是一种由软硬段镶嵌而成的线性有机聚合物，其结构如下所示【3】：～软段～硬段～软段～硬段～软段～聚氨酯树脂的软段由一般由聚醚、聚酯等低聚物多元醇构成，这类多元醇的分子量通常约为 600～3000。
聚氨酯胶粘剂简介介绍
聚氨酯胶粘剂的特点
该胶粘剂具有良好的耐候性，能 够在恶劣环境下保持稳定的粘接 效果。
该胶粘剂对酸、碱、盐等化学物 质具有良好的抗性，能够在化学 腐蚀环境下保持粘接效果。
强粘接力 耐候性强
固化速度快 耐化学腐蚀
聚氨酯胶粘剂具有极高的粘接力 ，能够牢固粘接各种材料，满足 不同领域的粘接需求。
聚氨酯胶粘剂固化速度较快，能 够提高生产效率，节省时间成本 。
聚氨酯胶粘剂简介介绍
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目录
• 聚氨酯胶粘剂概述 • 聚氨酯胶粘剂的制造工艺 • 聚氨酯胶粘剂的性能特点 • 聚氨酯胶粘剂的应用案例 • 聚氨酯胶粘剂的发展趋势 • 结语
01
聚氨酯胶粘剂概述
Chapter
聚氨酯胶粘剂的定义
• 聚氨酯胶粘剂是一种通过聚氨酯树脂与固化 剂反应，形成高分子聚合物的胶粘剂。它属 于化学胶粘剂的一种，具有优异的粘接性能 和耐候性能。
• 聚氨酯胶粘剂是一种高性能的胶粘剂，具有 优异的耐候性、耐水性、耐油性和耐化学品 性能。它广泛应用于各个领域，如汽车、建 筑、家具、鞋材等制造业。下面将分别介绍 聚氨酯胶粘剂在各个领域中的应用案例。
05
聚氨酯胶粘剂的发展趋势
Chapter
聚氨酯胶粘剂的发展趋势
• 聚氨酯胶粘剂是一种基于聚氨酯树脂的胶粘剂，具有优异的物理性能和化学性能，广泛应用于木材加工 、家具制造、汽车制造、建筑工程等领域。下面将分别介绍聚氨酯胶粘剂的发展趋势及其在不同领域的 研究和应用情况。
通过调节原料比例和反应条件，可以控制聚氨酯胶粘剂 的硬度、粘度、弹性等性能。
制造工艺流程
2. 混合阶段：将多元醇和异氰酸 酯按照一定比例混合，并加入催 化剂和助剂，充分搅拌均匀。
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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
（5） 按照用途进行分类
不同活泼氢基团与异氰酸酯反应活性比较
基团 芳香胺 伯羟基 仲羟基 叔羟基 水 酚
速率常数/×10-4 L(mol· s)-1
25 ℃
10~20 2~4 1 0.01 0.4 0.01
80 ℃
— 30 15 — 6 —
活化能 （kJ/mol） — 33.5~37.7 41.9 — 46.1 —
脲
羧酸
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
（2）按照溶剂形态进行分类
① 溶剂型聚氨酯胶粘剂
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。
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
解决的方法。
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
溶度参数相近、极性相似以及溶剂本身的挥发速度等因 素来确定。
聚氨酯胶粘剂常用溶剂物理性质
溶剂 甲苯 二甲苯 丙酮 甲乙酮 环己酮 溶度参数SP 8.85 8.79 9.41 9.19 10.05 沸点， ℃ 110.6 135-145 56.5 79.6 155.6 相对密度 0.866 0.860 0.7899 0.8061 0.9478 折射率 1.4967 — 1.3591 1.3790 1.4507
¾ Û ° ± » ù ¼ × Ë á õ ¥
n
（2） 异氰酸酯与含胺基化合物的反应
O R NCO + R' NH2 R NH C NH R'
多异氰酸酯和胺类反应速度很快，这是胺类化合物作为 聚氨酯胶粘剂固化剂的化学基础。
所以，胺类化合物常被用来作聚氨酯胶粘剂的交联固化剂。
（3）异氰酸酯与水反应
O C NH R N C O n
线型聚氨酯
若用含—OH或含—NCO组分的官能度是三或更多，
则生成有支链或交联的聚合物。最普通的交联反应是多
异氰酸酯与三官能度的多元醇反应的交联结构。
NH C O O O O NH C O O C NH
交联结构聚氨酯
3
NCO
+
OH HO OH
三元醇
多异氰酸酯
聚氨酯的结构对性能的影响
代脲。对于木材胶接，适量的异氰酸酯与水反应，达到扩 链的作用，有益于增加树脂的内聚能，从而提高胶接强度。 在使用多异氰酸酯单体作为胶粘剂或低相对分子质量 异氰酸酯预聚体胶粘剂时，这一反应尤为重要，否则将会 使胶接强度降低。
过多的异氰酸酯基与水反应使胶层产生气泡，胶接强
度大大下降，或者使胶粘剂中的游离异氰酸酯基过多地
异氰酸酯与水反应先生成不稳定的氨基甲酸，氨基甲
酸分解成胺和二氧化碳。在过量异氰酸酯存在下，进一步
反应生成取代脲。
O R NCO + H2O R NH C OH O R NCO + R NH2 R NH C NH R' R NH2 + CO2
此反应是聚氨酯预聚体湿固化胶粘剂的基础。
异氰酸酯与水混合时会产生大量的二氧化碳气体和取
（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. 溶剂
为了调整聚氨酯胶粘剂的粘度，便于工艺操作，在聚
的一个优点，但是在制备和贮存中，却要避免它们之间
的反应。
可采用的措施有：选择氨酯级化学试剂、对反应物进
行脱水处理、反应体系进行氮气保护等。
8.4 聚氨酯树脂的合成
在聚氨酯胶粘剂中，除了单体异氰酸酯胶粘剂外，
其他种类的聚氨酯胶粘剂都需要经过聚合反应形成聚氨
酯树脂。象其他聚合物一样，各种类型的聚氨酯的性质
消耗，导致胶粘剂与木材的化学结合大大降低，也使胶
接效果大大降低；在贮存时，水分与异氰酸酯胶粘剂反
应生成的取代脲不溶于体系，而产生沉淀，严重时使之 凝胶。因此，异氰酸酯胶粘剂在使用和贮存时，应该防 止与水或潮气接触。
（4）与含有羧基的化合物反应
异氰酸酯与含有羧基的化合物反应，先生成混合羧酸酐，
然后分解放出二氧化碳而生成相应的酰胺。
当—N=C=O与亲核试剂如醇类、酚类、胺类、酸类、 水以及次甲基化合物反应时，这些含活泼氢的亲核试剂 很容易向正碳离子进攻而完成加成反应。
从键能的角度看，由于N=C的键能小于C=O的键能，
因此，一般加成反应都发生在碳氮之间的位置上。
理论上讲，异氰酸酯能与任何含活泼氢的物质发生反应 应，但由于含活泼氢物质的化学结构、活泼氢的类型及该 类 化合物的性质等差别，使得反应呈现多样性。对聚氨酯胶 粘
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
O R NCO + R' COOH O R NH C R' + CO2 O
R NH C O C R'
（5）与氨基甲酸酯的反应
异氰酸酯与氨基甲酸酯反应生成脲基甲酸酯。此反应
在没有催化剂情况下，一般需在120～140℃之间才能反应。
O O R NCO + R NH C OR' R N C OR' O C NH R
剂较有意义的反应主要是与含羟基化合物、含胺基化合物
及
（1） 异氰酸酯与羟基化合物的反应
异氰酸酯与聚醚多元醇、聚酯多元醇等反应生成氨基
甲酸酯。是聚氨酯合成中最常见的反应。
O R NCO + R' OH R NH C OR'
nO C N R N C O
+
n HO R' OH
O O C NH R NH C O R' O
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。
（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
—
—
2
2
—
—
2. 异氰酸酯的自聚合反应
异氰酸酯化合物在一定条件下能自聚形成二聚体、
三聚体等。
O 2 R NCO R N C C O N R
3 R NCO R N O C O C N R N R C O
（二聚体）
（三聚体）
通过研究异氰酸酯化学，可以看出异氰酸酯的反应
活性很高，能与许多物质反应，作为胶粘剂时，这是它
聚氨酯可看作是一种含软链段和硬链段的嵌段共聚物。
软段由低聚物多元醇组成，硬段由多异氰酸酯或其与
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
首先依赖于分子量、交联度、分子间力的效应、链节的
软硬度以及规整性。
聚氨酯的合成有多种途径，但广泛应用的是二元、多
元异氰酸酯与末端含羟基的聚酯多元醇或聚醚多元醇进行 反应。当只用双官能团反应物时，可以制成线型聚氨酯。
(n + 1) O C N R N C O
二异氰酸酯
+
n HO O
OH
聚酯或聚醚
O O C N R NH C O
四氢呋喃
二氧六环 二甲基甲酰胺
9.15
10.24 12.09
66.0
101.1 153.0
0.8892
1.0329 0.9445
1.4070
1.4175 1.4269
注：聚氨酯溶度参数SP为10。
8.3 异氰酸酯主要化学反应