聚氨酯Vs环氧树脂

一聚氨酯与环氧

1 聚氨酯

1.1 聚氨酯简介

聚氨酯：Polyurethane又名聚氨基甲酸酯是对主链上含有春福氨基甲酸酯基团的大分子化合物的总称简称 PU 化学式 (C10H8N2O2·C6H14O3)X 聚氨酯胶粘剂：Polyurethane Adhesive 指的是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。

1.12 聚氨酯发展史

1849年德国化学家Wurts用烷基硫酸盐与氰酸钾进行复分解反应，首次合成了脂肪族异氰酸酯化合物；1850年德国化学家Hoffman用二苯基甲酰胺合成了苯基异氰酸酯；1884年Hentschel用胺或胺盐与光气反应合成异氰酸酯，成为工业上合成异氰酸酯的方法。1937年德国化学家Bayer首次利用异氰酸酯与多元醇制得聚氨酯树脂，并且在第二次世界大战期间由拜耳公司应用于坦克履带上，使聚氨酯胶粘剂首次工业化。

其后，美国于1953年引进德国技术，日本于1954年引进德国和美国聚氨酯技术，1960年生产聚氨酯材料，1966年开始生产聚氨酯胶黏剂，开发成功乙烯类聚氨酯水性胶黏剂，并予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，并与美国、西欧一起成为聚氨酯生产、出口大国。

我国于1956年研制并生产三苯基甲烷三异氰酸酯(列克纳胶)，很快又生产了甲苯二异氰酸酯(TDI)、双组分溶剂型聚氨酯胶黏剂，1986年以后，我国聚氨酯工业进入迅速发展时期：1994年国家正式批准成立“中国聚氨酯工业协会”，下设“聚氨酯胶黏剂委员会”，该委员会业已成为全国聚氨酯胶黏剂技术与信息交流的中心。

1.2 聚氨酯的合成

聚氨酯的合成原料主要有-异氰酸酯、多元醇、添加剂，添加剂主要包括催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、交联剂及扩链剂。

PU合成方法主要有预聚体法、半预聚体法、一步法，其中一步法因工艺简单投资少而被普遍采用。

1.3 聚氨酯的特点

优点：

（1）优良的耐磨性，低温柔软性以及性能可调节范围较广

（2）机械强度大、粘接性好、弹性好，并且具有优良的复原性，可适合于动态接缝，

（3）耐候性好，使用寿命可达15~20年，耐油性能优良，耐生物老化性好且价格适中。

（4）工艺性好，固好后的胶层硬度大、透明性好、光亮度高、可室温加压快速固化、耐热性较好，电性能优良。

（5）耐油性和耐寒性好。

缺点：

收缩率大、胶粘强度不高，耐化学介质性和耐水性较差，用于非结构胶粘剂。不能长期耐热，浅色配方容易受紫外光老化，单组分胶贮存稳定性受包装及外界影响较大，通常固化较慢，高温热环境下可能产生气泡和裂纹。还有就是许多场合都需要使用底涂剂。

1.4 主要应用：

（1）复合材料与金属框架之间的粘接;

（2）汽车的粘接填缝;

（3）玻璃纤维增强塑料与金属粘接;

（4）密封粘胶剂;

（5）反应性热熔胶;

（6）次贷粘胶剂;

（7）还可以在宇航，电子电气，金属材料，包装材料，造船，纺织，橡胶，塑料，陶瓷，建筑，汽车等行业中的应用；

（8）可用于挤塑聚苯乙烯泡沫与钢板，铝板，硅酸钙及水泥墙壁粘接。

2 环氧树脂

2.11 环氧树脂简介

环氧树脂： Epoxy Resin 指分子结构中含有2个或2个以上环氧基并在适当的化学剂存在下能形成三维网络状固化物的化合物总称，是一类重要的热固性树脂。

2.12 环氧树脂的发展史

环氧树脂是1938年由P.Castam申请瑞士专利，由汽巴公司在1946年研制出最早的环氧粘接剂，1949年美国的S.O.Creentee研制了环氧涂料，我国于1958年开始环氧树脂的工业化生产。

2.2 环氧树脂的特点（通常指双酚A型环氧树脂）

优点：

（1）单独的环氧树脂应用价值很低，它需要与固化剂配合使用才有实用价值。

（2）高粘接强度：在合成胶粘剂中环氧树脂胶的胶接强度居前列。

（3）固化收缩率小，在胶粘剂中环氧树脂胶的收缩率最小，这也是环氧树脂

胶固化胶接高的原因之一。例如：酚醛树脂胶：8—10% ；有机硅树脂胶：6—8% 聚酯树脂胶：4—8% ；环氧树脂胶：1—3% 若经过改性加工后的环氧树脂胶收缩率可降为0.1—0.3%，热膨胀系数为6.0×10-5/℃

（4）耐化学性能工好：在固化体系中的醚基、苯环和脂肪羟基不易受酸碱侵蚀。在海水、石油、煤油、10%H2SO4、10%HCl、10%HAc、10%NH3、10%H3PO4和30%Na2CO3中可以用两年；而在50%H2SO4和10%HNO3常温浸泡半年；10%NaOH （100℃）浸泡一个月，性能保持不变。

（5）电绝缘性优良：环氧树脂的击穿电压可大于35kv/mm。

（6）环氧固化物的耐热性一般为80～100℃。环氧树脂的耐热品种可达200℃或更高。

（7）工艺性好。环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。能与各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、粉末涂料及水性涂料等环保型涂料。

缺点：

（1）操作粘度大，这在施工方面显的有些不方便

（2）固化物性脆，伸长率小。

（3）剥离强度低。

（4）耐机械冲击和热冲击差。

（5）耐候性差，环氧树脂中一般含有芳香醚键，固化物经日光照射后易降解断链。

（6）环氧树脂低温固化性能差，一般需在10℃以上固化，在10℃以下则固化缓慢，对于大型物体如船舶、桥梁、港湾、油槽等寒季施工十分不便。

2.3．环氧树脂的应用：

（1）涂料工业：环氧树脂在涂料工业中需用量最大，目前较广泛使用的有水性涂料、粉末涂料和高固分涂料。可广泛用于管道容器、汽车、船舶、航天、电子、玩具、工艺品等行业。

（2）电子电器工业：环氧树脂胶可用于电气绝缘材料，例如整流器、变压器的密封灌注；电子元器件的密封保护；机电产品的绝缘处理与粘接；蓄电池的密封粘接；电容器、电阻、电感器的表面披覆。

（3）五金饰品，工艺品、体育用品品行业：可用于标牌、饰品、商标、五金、球拍、钓具、运动用品、工艺品等产品上。

（4）光电行业：可用于发光二极管（LED）、数码管、像素管、电子显示屏、LED灯饰等产品的封装、灌注和粘接。

（5）建筑工业：在道路、桥梁、地坪、钢铁结构、建筑、墙体涂料、堤坝、工程施工、文物修补等行业也会广泛用到。