聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸酯 固化机理

5 聚氨酯、环氧及丙烯酸胶黏剂固化方式

5.1 聚氨酯

5.11 聚氨酯固化机理

由于在主链上含有氨基甲酸酯基（NHCOO-），通称聚氨酯胶粘剂，其结构中含有基团-NCO，提高了对各种材料的粘接性。

（1）多异氰酸酯胶粘剂主要是吸潮固化。

（2）预聚体异氰酸酯胶粘剂分单组分和双组分两类。单组分由异氰酸酯和两端含羟基的聚酯或聚醚反应，得到异氰酸基（-NCO）的弹性体胶粘剂，再加入适量的催化剂、填料制得单组分室温硫化聚氨酯密封剂，固化机理同多异氰酸酯胶粘剂，遇到空气中的潮气产生固化。

双组分胶粘剂由含-NCO基的预聚体和聚酯（或聚醚）树脂组成。其中-NCO组分为硬链段，-OH组分为软链段，主要由聚醚、聚酯、交联剂（如MOCA 二邻氯二苯胺甲烷）、催化剂（如锌酸亚锡）组成。调节-NCO/-OH含量，可以制得不同相对分子质量和不同-NCO含量的预聚体，该反应为羟醛缩合，偶联式反应的一种，主要是-NCO 与-OH在催化剂作用下发生反应固化形成良好的粘接接头。

5.12 聚氨酯稀释剂

稀释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配置使用时过程中经常要采用稀释剂。

聚氨酯胶粘剂采用的通常包括稀释剂酮类、芳香烃、二甲基甲酰胺、四氢呋喃等。如：丙酮、二甲苯、环己酮、乙酸乙酯、甲苯等。

5.2 环氧

5.21 环氧固化机理

环氧的固化反应为开环固化，在引发剂或催化剂作用下开环后聚合。引发剂一般采用氢氧化物（如NaOH）万基化合物（如CH3ONa）。

环氧树脂本身是线型结构的热塑性树脂，它的固化反应是通过加入固化剂来实现的。固化剂能使环氧树脂分子交联形成体型结构的大分子，变成不溶不熔的固化物，所以其固化剂也称交联剂。在选用固化剂时，应考虑产品的性能要求（粘接强度和电性能）、施工环境（温度、湿度和工作介质）以及允许的固化条件（能否加热、加压，固化时间的长短）等。高温固化用芳香胺、酸酐和双氰胺等；中温固化用咪唑类；室温固化，粘接强度要求不高，用脂肪族胺类和改性胺类固化剂，在潮湿条件下，用酮亚胺及酚醛改性亚胺类固化剂等。

5.22 环氧树脂稀释剂

稀释剂可以降低粘度，提高浸润性，便于混合均匀，增加填料用量，利用涂复操作，并可延长使用期。可分为非活性稀释剂和活性稀释剂。

（1）非活性稀释剂，不参与固化反应常用有：丙酮、乙醇、甲苯、乙酸乙酯、

二甲基甲酰胺等。加入量为树脂的5-10%

（2）活性稀释剂，参与固化反应，分子端基带有活性基团常用有：环氧丙烷丙烯醚、乙二醇双缩水甘油醚等。

5.3 丙烯酸酯

5.31 丙烯酸酯固化机理

（1）丙烯酸酯胶粘剂固化反应为自由基聚合中的阴离子聚合，经历链引发、链增长、链转移、链终止等阶段。

链引发和链增长：当单体分子的β-碳原子受到亲核试剂攻击时，就产生稳定的负碳离子，例如氢氧阴离子和胺便是很好的亲核试剂，可引发氰基丙烯酸酯单体，引发后形成的阴离子攻击另一个单体分子生产二聚体，进一步与更多单体反应，发生链增长反应，生成高分子聚合物。

链转移和链终止增长中的阴碳离子不与单体反应而和其他物质（链转移剂）反应，产生一个惰性的高分子和一个新的阴离子链，如果后者有能力进一步引发聚合，则就发生了链转移。

活性增长链在聚合过程中若遇到了单体之外的其他物质，如水、醇、酸等，能使阴离子质子化，则很快阻止聚合反应，引起链终止。

（2）引发剂、促进剂

一般为有机过氧化物，如过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、过氧化环己酮等。选用时应注意其是否具备临界温度高、半衰期长、室温稳定性好等特点。促进剂一般有过渡金属皂类（如环烷酸钴），叔胺类（如二甲苯基苯胺），有机硫化合物（如亚乙基酸脲）等化合物。促进剂可单独使用也可几种共同使用，共同使用时应选用一种为主促进剂，其余的为辅促进剂，选用引发剂与促进剂时，除考虑引发固化效果外，还应严格注意他们的存在对胶液贮存稳定性的影响。

5.32 丙烯酸稀释剂

对于丙烯酸，可用丙酮、甲苯、二甲基甲酰胺等有机溶剂清楚残胶。