中科院科技成果——单组分湿固化聚氨酯胶粘剂
湿固化型聚氨酯胶粘剂
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对反应时间的影响
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对 (D.E剥离强度的影响
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能影响较大， 预聚体分子量较高， 胶的 073 含量低， 粘度大， 储存期、 适用期和固化时间较短； 073 含量 高则相反， 胶的粘度小， 可制成无溶剂单组分胶粘 剂。湿固化聚氨酯胶粘剂中 073 含量常在 #5 ; 先用聚醚 ##" 和聚酯为多元醇的 !"5 之间。依此， 含量即变化 073 含量， 原料， 而改变异氰酸酯 （ $4/） 观察胶的外观和储存期的变化， 结果见表 !。
粘接条件： 室温固化 - 天， 相对湿度 F 9.@
由于 !"# 基很活泼， 极易和空气中湿份反应生 成氨基甲酸酯形成交联， 而且反应过快， 生成大量的 再加游离的 !"# 基有毒， 如 "#- 会降低粘接强度， 太多， 在固化时会有少量扩散到空气中， 对人体和环 境有害， 必需将其反应完全， 所以如 !"# 量大， 反应 时间要长。经大量实验 （表 -） ， 发 现 关 系 大 致 为： ［,］ 反应时间延长 . * ,3， 和文献 结 !"# $ #% 增大 . * ,， 论相仿。 -*(*& 对成膜性影响 聚氨酯中硬段比例增大， 柔性链 !"# 量增大， 节比例降低； 而且 !"# 量增大还会使脲基甲酸酯交 联基团量增多， 成膜时发生交联， 所以 !"# 量增大 可使胶膜的拉伸强度增大， 断裂伸长率降低。此外，
MDI型单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的研制
MDI型单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的研制
唐淑秀
【期刊名称】《河北化工》
【年(卷),期】2010(033)004
【摘要】用MDI取代TDI,研制了MDI单组分湿固化聚氨酯胶粘剂.讨论了多种因素对胶粘剂性能的影响.结果表明,该胶粘剂满足了性能要求,既降低了成本,又符合环保要求.
【总页数】3页(P24-25,48)
【作者】唐淑秀
【作者单位】保定长城合成橡胶有限公司,河北,保定,071051
【正文语种】中文
【中图分类】TQ433.4+32
【相关文献】
1.单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的研究现状与趋势 [J], 李永德;杨颖霞
2.温度对单组分湿固化聚氨酯胶粘剂接头剪切强度的影响 [J], 王元伍;王艳;刘金凤;刘玉;刘民军
3.木材用单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的合成 [J], 宫涛;杨树竹
4.集成材用单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的研制 [J], 沈陈炎;杨光明;张鹏;苏锦艳
5.单组分快速湿固化聚氨酯木材胶黏剂的研制 [J], 时君友;王古月;叶升友;麻馨月因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂
国际贸易政策
国际贸易政策如关税、非关税壁垒等直接影响到单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂的进出口贸易，对行业国 际竞争力产生影响。
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单组分湿气固化聚 氨酯胶粘剂
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目录
• 产品概述 • 原料与配方 • 生产工艺与设备 • 性能评价与测试方法 • 应用实例与案例分析 • 市场前景与发展趋势
01
产品概述
定义与特点
定义
单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂是一种 在潮湿环境下通过与空气中的水分反 应而固化的胶粘剂。
特点
具有优异的耐候性、耐水性、耐化学 腐蚀性和耐磨性，同时固化后胶层弹 性好、粘结强度高。
航空航天领域
在航空航天领域，该胶粘剂可用于飞机和航天器的结构粘接和密封，具有轻质、高强度和 耐高低温等特性，满足航空航天器对材料性能的严格要求。
医疗器械制造
在医疗器械制造中，单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂可用于手术器械、医疗设备等部件的粘 接和密封，具有无毒、生物相容性好等特点，确保医疗器械的安全性和有效性。
生产过程中的质量控制点
搅拌时间与速度控制
配料精度控制
精确控制各原料的配比，确保产 品性能稳定。
根据产品特性和工艺要求，合理 设置搅拌时间和速度，确保物料 充分混合均匀。
真空度与脱气时间控制
严格控制真空度和脱气时间，确 保产品中的水分和气泡被充分去 除。
原料质量控制
对进厂的原料进行严格的质量检 验，确保符合生产要求。
发展历程及现状
发展历程
自20世纪60年代问世以来，单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂经 历了不断的发展和创新，从最初的低性能产品到现在的高性 能、多功能产品。
无溶剂单组分湿固化聚氨酯胶黏剂的合成
·１４·
聚氨酯工业
第 ３４ 卷
２ 结果与讨论
２������ １ 小分子二元醇对胶黏剂性能的影响 小分子扩链剂可以提高固化后聚合物交联密度
和硬段含量，增加胶黏剂的剥离强度。 本研究考察 了 Ｎ２２０ 体系和 ＺＳＮ３５０ 体系中分别加入相同物质 的量的 １，２⁃丙二醇和 ＢＤＯ 后，扩链剂对胶黏剂性能 的影响，结果见表 １。
同物质的量的 １，２⁃丙二醇和 ＢＤＯ 对胶黏剂的剥离
强度影响不大，对固化时间有影响，对胶黏剂的初始
黏度影响较大，ＢＤＯ 不利于 ＺＳＮ３５０ 体系的固化和
施胶。
通过多次实验发现，ＺＳＮ３５０ 体系的固化速率快
于 Ｎ２２０ 体系，因为聚醚三醇 ＺＳＮ３５０ 与 ＭＤＩ 反应生
表 １ 小分子二元醇对胶黏剂性能的影响
聚醚 多元醇
二醇扩 黏度 ／ 链剂 （ Ｐａ·ｓ）
固化 时间
剥离强度 ／ （ Ｎ·ｍ－１ ） 初始 最终
ＰＧ
４������ ００
５ｄ
１������ ３０ １． ８１
Ｎ２２０
ＢＤＯ
４������ ８５
５ｄ
２������ ９０ 材料破坏
ＺＳＮ３５０
ＰＧ
６������ １０ ３������ ５ ｈ １������ １６
本研究以质量分数各占 ５０％ 的 ２，４′⁃二苯基甲 烷二异氰酸酯和 ４，４′⁃二苯基甲烷二异氰酸酯的混 合物（ ＭＤＩ⁃５０） 、聚氧化丙烯二醇 Ｎ２２０、聚氧化丙烯 三醇 ＺＳＮ３５０、１，２⁃丙二醇和 １，４⁃丁二醇（ ＢＤＯ） 等为 主要原料，合成了系列无溶剂单组分湿固化聚氨酯 胶黏剂，并探讨不同聚醚多元醇、小分子二元醇及不 同配比对无溶剂单组分湿固化聚氨酯胶黏剂性能的 影响，得到了制备无溶剂单组分湿固化聚氨酯胶黏 剂的最佳配比。
湿木材拼接胶固化机理及配方设计原理
湿木材拼接胶固化机理及配方设计原理湿木材拼接胶属于单组分聚氨酯胶黏剂也叫湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，常见的湿固化聚氨酯胶黏剂是以端异氰酸酯基（NCO）预聚体为主要成分的一种液态胶黏剂，是在常温下通过空气中的水分进行扩链反应而进行固化的胶黏剂。
固化机理湿固化聚氨酯胶黏剂主要成分中除了有中低分子量的聚氨酯预聚体，还含有活泼的NCO基团，当暴露于空气中时能与空气中的微量水分子发生反应；粘接时，它能于基材表面吸附的水分以及表面存在的羟基、氨基等活性氢基团发生化学反应。
在湿固化聚氨酯胶黏剂的固化过程中，主要发生了有水参与的扩链反应，水起到了扩链剂的作用，使得端异氰酸酯基NCO预聚体分子量长大，形成固态的高分子量聚氨酯-脲。
同时产生二氧化碳气体，如果固化过程缓慢，反应生成的二氧化碳气体从胶层逸出；如果胶黏剂中NCO含量较高，并且固化较快，则因为产生的二氧化碳来不及扩散而残留在固化的胶黏剂中，形成发泡的胶层。
湿材胶的配方及制备湿固化胶黏剂所用的低聚物多元醇原料以聚醚二醇和聚醚三醇居多，特殊的胶黏剂也使用聚酯二醇；二异氰酸酯原料以TDI为主，也可使用MDI。
聚醚多元醇与TDI合成预聚体是放热反应，特别是在投料初期，放热明显，合成时需控制反应温度。
一般来说，聚氨酯反应温度在85-90℃是安全的，不会发生副反应，温度如长时间超过110℃则会生成少量脲基甲酸酯交联键，使得NCO含量下降、颜色变深、黏度增加甚至凝胶。
应用领域湿固化胶黏剂用途广泛，主要有以下领域：粘接聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫板；粘接皮革、橡胶、玻璃、钢铁、塑胶跑道等；粘接木材：特别是高含水率的木材、杂木拼接、刨切木皮、旋切木皮、科技木胚木的拼接和指接、原木的开裂及缺陷修补、红木家具组装拼接、寿材加工、木制品加工等。
注意事项湿固化单组分胶黏剂的优点是使用前无需调配，可直接使用，但因为湿固化胶黏剂对水敏感，所以储存的容器、胶黏剂包装桶必须干净干燥，不能存在铁锈等污染物，并且在阴凉环境下保存和运输。
单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂
质量控制：检 测预聚体的粘 度、官能度等 指标，确保产
品质量
填料的作用：提高胶粘剂的机械性 能和耐久性
添加顺序：先加入填料，再加入增 塑剂
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增塑剂的作用：降低胶粘剂的粘度， 改善其柔韧性和加工性能
混合方式：采用高速搅拌或双螺杆 挤出机进行混合
催化剂类型：常用的有叔胺、季铵盐、咪唑等 催化剂作用：加速聚氨酯预聚体的反应速度 催化剂添加量：根据需要选择合适的添加量，过多过少都会影响固化效果 催化剂选择原则：根据聚氨酯预聚体的类型和固化条件选择合适的催化剂
湿气浓度：湿 气浓度越高， 固化速度越快
温度：温度越 高，固化速度
越快
湿度：湿度越 高，固化速度
越快
催化剂：催化 剂的种类和浓 度对固化速度 和固化程度有
显著影响
优点：单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂具有优良的粘附性、耐候性和绝缘性，广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。 缺点：单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂的固化速度较慢，需要较长时间才能达到完全固化，同时其耐高温性能也较差。
电子电器：用于密封、绝缘、 导热等，提高产品性能与安全
性
新能源：用于太阳能电池板、 风力发电设备的粘接与密封，
促进清洁能源的发展
PART FIVE
合成方法：采 用预聚体法， 将多元醇和多 异氰酸酯反应
生成预聚体
制备过程：在 反应釜中进行， 控制温度和压 力，加入催化
剂和扩链剂
影响因素：原 料纯度、温度、 压力、催化剂 种类和用量等
湿气固化的原理是利用聚氨酯分子 中的活性基团与湿气中的水分反应， 形成网状结构。
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单组分聚氨酯胶粘剂配方和合成机理(终审稿)
单组分聚氨酯胶粘剂配方和合成机理Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】单组分聚氨酯胶粘剂配方和合成机理单组分胶粘剂配方和合成机理湿固化型胶1.湿固化机理：湿固化型胶粘剂中含有活泼的NCO基团，当暴露于空气中时能与空气中的微量水分子发生反应；粘接时，它能与基材表面吸附的水以及表面存在羟基大呢感活性氢基团发生化学反应，生成脲键结构。
因此湿固化型胶粘剂固化后的胶层组成是胶粘剂—聚脲结构。
2.软木用胶:将以NCO为端基的胶粘剂应用于软木碎屑的粘接，由林产化工厂于软木碎屑中加入胶粘剂，混合均匀，加热压制成型，制成软木板材、片材等制品，用作保温、隔音等材料，其特点是耐水、防腐蚀。
该胶粘剂是湿固化胶粘剂和密封剂的基础粘料，若对配方稍加调整，亦即加入一定比例的三官团的聚氧化丙烯三醇(如N-330)，制成的NCO端基的预聚体胶粘剂即可作为下列材料的粘料(基料)：(1)浇注型橡胶的基料；(2)建筑用防水材料的粘料；(3)田径运动场地用橡胶跑道(塑胶跑道)胶面层的粘料；(4)密封胶粘剂的粘料。
该胶粘剂还可用于泡沫、聚苯乙烯泡沫等的粘接，使用方便，无公害，受到用户欢迎。
3.配方1：聚氧化丙烯多元醇(M=3000) 51份MDI 26份TDI(80/20) 份1，4-丁二醇份将上述四组分原料混合，在80℃反应3h后，降温，用10份二甲苯稀释，制得NCO含量约％的预聚体。
该预聚体可作为弹性基材的胶粘剂。
具有耐水、柔韧性好、强度高等优点。
胶膜的拉伸强度可达，伸长率360%，在80℃热水中浸泡7天后仍能保持较好的强度。
配方2：聚氧化丙烯三醇(M=6000) 400份聚氧化丙烯二醇(4／=2000) 1000份MDI315份氢化萜烯酚醛树脂 180份按以上配方原料制成预聚体，再加人气相法二氧化硅、滑石粉等填料以及增塑剂、叔胺和有机锡类催化剂，制成含填料的预聚体。
单组份和双组份聚氨酯胶粘剂固化机理
单组份和双组份聚氨酯胶粘剂固化机理聚氨酯胶粘剂是一种常用的工业胶粘剂，广泛应用于建筑、汽车、船舶、家具等领域。
根据组分的不同，聚氨酯胶粘剂可以分为单组份和双组份两种类型。
本文将从单组份和双组份聚氨酯胶粘剂的固化机理两个方面进行阐述。
一、单组份聚氨酯胶粘剂固化机理单组份聚氨酯胶粘剂是指在室温下可直接使用的胶粘剂，无需混合其他组分。
其固化机理主要是通过与空气中的湿气发生反应来实现的。
在单组份聚氨酯胶粘剂中，主要包含两种基本成分：聚醋酸酯和异氰酸酯。
聚醋酸酯是胶粘剂的主体，而异氰酸酯则是其固化剂。
当单组份聚氨酯胶粘剂涂敷在被粘接的表面上时，胶粘剂中的聚醋酸酯与空气中的湿气开始发生反应。
这个反应过程是一个聚合反应，即聚醋酸酯与湿气中的水分子发生缩合反应，生成酯基。
具体而言，聚醋酸酯中的羟基与湿气中的水分子反应，生成酯基和醇。
这个反应是一个开环聚合反应，使得原本液体状的聚醋酸酯逐渐固化为固体。
单组份聚氨酯胶粘剂中的异氰酸酯固化剂也发挥着重要作用。
异氰酸酯与聚醋酸酯中的羟基发生反应，形成尿素键和酯基。
尿素键起到交联作用，使得胶粘剂的固化更加牢固。
总结来说，单组份聚氨酯胶粘剂通过与空气中的湿气反应，聚醋酸酯中的羟基与湿气中的水分子发生缩合反应，生成酯基，同时聚醋酸酯中的羟基与异氰酸酯发生反应，形成尿素键和酯基。
这些反应使得胶粘剂逐渐从液体状固化为固体，实现胶粘的效果。
二、双组份聚氨酯胶粘剂固化机理双组份聚氨酯胶粘剂是指由两种组分混合而成的胶粘剂，通常分为基材和固化剂两部分。
其固化机理相对复杂，涉及到多个化学反应。
在双组份聚氨酯胶粘剂中，基材通常由聚醋酸酯和异氰酸酯组成。
而固化剂则由聚醇和异氰酸酯组成。
这两个组份在混合后，发生多个反应，最终实现胶粘的固化。
聚醋酸酯与聚醇反应，形成酯基。
这个反应是一个开环聚合反应，使得基材的粘度增加。
接着，聚醋酸酯与异氰酸酯发生反应，形成尿素键和酯基。
这个反应是一个交联反应，使得基材的固化更加牢固。
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中科院科技成果——单组分湿固化聚氨酯胶粘剂
项目简介
施胶后，胶体本身借助空气中、被粘物表面的水分发生反应形成交联固化，达到较高的粘接强度。
木材是一种天然有机高分子材料，其细胞壁物质（纤维素、半纤维素和木素）中含有各种类型的羟基，再加上木材中的水分（游离水和结合水），都能与胶粘剂本身的端异氰酸酯基发生反应，产生牢固的化学键，因该类胶粘剂特别适合粘接木材。
而胶体依靠和水产生的固化交联结构，可使胶接强度、耐水性等性能进一步提高。
和“三醛树脂”胶粘剂比较，该胶具有如下优点：不含有机溶剂，借助木材本身水分进行固化，不产生有毒气体，且常温固化；胶合强度受木材含水率影响极小，彻底省去了木材原料干燥工艺，且操作简单。