聚氨酯膠黏劑的制備、配方及其應(yīng)用

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1、聚氨酯膠黏劑的制備、配方及其應(yīng)用徐祖順主要內(nèi)容1：概述2：聚氨酯膠黏劑的粘接原理3：聚氨酯膠黏劑的特點4：聚氨酯膠黏劑的制備5：聚氨酯膠黏劑的配方設(shè)計及實例6：聚氨酯膠黏劑的應(yīng)用7：我國聚氨酯膠黏劑存在的問題與展望8：聚氨酯膠黏劑實例1：概述1.1定義聚氨酯膠黏劑(PolyurethaneAdhesive)是指在高分子鏈中含有氨基甲酸酯基團(—NHCOO—)和/或異氰酸酯基(—NCO)的膠黏劑。1.2發(fā)展歷程（國際）1849年，德國化學(xué)家Wurts用烷基硫酸鹽與氰酸鉀進行復(fù)分解反應(yīng)，首次合成了脂肪族異氰酸酯化合物；1850年，德國化學(xué)家Hoffman用二苯基甲酰胺合成

2、了苯基異氰酸酯；1884年，Hentschel用胺或胺鹽與光氣反應(yīng)合成了工業(yè)化異氰酸酯。目前合成異氰酸酯的方法雖多（約27種），但是100多年來，工業(yè)化合成異氰酸酯的方法仍是伯胺光氣法，其他的合成方法仍處于試驗或中試階段。近年來硝基化合物和一氧化碳在高溫高壓催化下合成異氰酸酯的方法有望成為新的工業(yè)化合成方法。1937年，德國化學(xué)家Bayer（聚氨酯工業(yè)的奠基人），與其同事發(fā)現(xiàn)異氰酸酯能與含活潑氫的化合物發(fā)生反應(yīng)，如二異氰酸酯與二元胺反應(yīng)能制成有強度的聚合物，從而奠定了聚氨酯化學(xué)基礎(chǔ)，并首次利用異氰酸酯與多元醇化合物制得聚氨酯樹脂。第二次世界大戰(zhàn)期間，德國拜耳公司用4，

3、4’，4’—三苯基甲烷三異氰酸酯粘接金屬和合成橡膠獲得成功，使聚氨酯膠黏劑首次工業(yè)化。該公司還首先以三異氰酸酯和聚酯多元醇為原料開發(fā)了系列雙組分溶劑型聚氨酯膠黏劑。為聚氨酯膠黏劑工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。美國第二次世界大戰(zhàn)后于1953年引進德國技術(shù)，開發(fā)了以蓖麻油和聚醚多元醇為原料的聚氨酯膠黏劑。1968年，Goodyear公司開發(fā)了無溶劑型聚氨酯結(jié)構(gòu)膠黏劑“Pliogrip”，并成功地應(yīng)用于汽車用玻璃纖維增強塑料的粘接。1978年，又開發(fā)了單組分濕固化型聚氨酯膠黏劑。1984年，美國市場上又出現(xiàn)了反應(yīng)型熱熔聚氨酯膠黏劑。日本于1954年引進德國和美國聚氨酯技術(shù)，1960

4、年生產(chǎn)聚氨酯原料，1966年開始生產(chǎn)聚氨酯膠黏劑。1975年日本光洋公司開發(fā)成功“乙烯類聚氨酯”水性膠黏劑，于1981年投入工業(yè)化生產(chǎn)。目前日本聚氨酯膠黏劑的研究與生產(chǎn)十分活躍，與美國、西歐一起成為聚氨酯生產(chǎn)、出口大國。1.2發(fā)展歷程（國內(nèi)）中國1956年研制并生產(chǎn)三苯基甲烷三異氰酸酯(列克納膠)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、雙組分溶劑型聚氨酯膠黏劑。1966年聚氨酯膠黏劑投入生產(chǎn)。20世紀80年代，陸續(xù)從國外引進許多先進的生產(chǎn)線和產(chǎn)品，其中需要大量進口的聚氨酯膠黏劑與其配套設(shè)施，因此，促進了國內(nèi)研究單位加速聚氨酯膠黏劑的開發(fā)，特別是在1986年以后，中國聚氨酯工業(yè)進入

5、迅速發(fā)展時期。1994年國家正式批準成立“中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會，下設(shè)“聚氨酯膠黏劑委員會”，該委員會業(yè)已成為全國聚氨酯膠黏劑技術(shù)與信息交流的中心。按用途：通用型、食品包裝用、鞋用、木材和織物用、汽車用等聚氨酯膠黏劑等。聚氨酯膠帶1.3聚氨酯膠黏劑的分類按反應(yīng)組分：多異氰酸酯膠黏劑：（單體膠黏劑）含異氰酸酯基聚氨酯膠黏劑：主要組成含異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，多異氰酸酯和多羥基化合物的反應(yīng)生成物。是聚氨酯膠黏劑中最重要的一部分，有單組分、雙組分、溶劑型、無溶劑型等類型。含羥基聚氨酯膠黏劑：含羥基的線型聚氨酯聚合物，由二異氰酸酯與二官能度的聚酯或聚醚反應(yīng)生成。屬雙組分膠黏劑。按

6、組分數(shù)：單組分聚氨酯膠黏劑；雙組分聚氨酯膠黏劑（API、醇+預(yù)聚體）雙組份聚氨酯膠按溶劑形態(tài)：①溶劑型聚氨酯膠黏劑；②水性聚氨酯膠黏劑（乳液膠黏劑）；③無溶劑型聚氨酯膠黏劑（活性溶劑，固體型，熱熔膠等）；按照固化方式：①熱固性聚氨酯膠黏劑；②常溫固化型聚氨酯膠黏劑；③濕固化型聚氨酯膠黏劑；④紫外光固化型聚氨酯膠黏劑。2：聚氨酯膠黏劑的粘接原理2.1粘接件間的作用力粘接件之間的作用力主要有化學(xué)鍵、分子間力、界面靜電引力和機械作用力。膠黏劑與被粘物之間引入化學(xué)鍵。例如：聚氨酯膠黏劑粘橡膠、纖維等物質(zhì)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而增大粘接強度。分子間力分為色散力、誘導(dǎo)力、取向力（以上合

7、稱范德華力）以及氫鍵。高分子膠黏劑色散力較大，可占全部分子間作用力的80%-100%，氫鍵力則大于范德華力。金屬材料與非金屬材料（例如高分子膠黏劑）密切接觸時，金屬容易失去電子，非金屬得到電子，電子的轉(zhuǎn)移使界面兩側(cè)產(chǎn)生接觸電勢，形成雙電層而產(chǎn)生靜電引力。膠黏劑充滿被粘物表面的縫隙或凹凸之處時，固化后界面區(qū)會產(chǎn)生嚙合力（機械連接力）。機械連接力的本質(zhì)是摩擦力，在粘接多孔材料、織物及紙等材料的時候是很重要的。2.2粘接過程的界面化學(xué)形成完美的密封或者是粘接，液體膠黏劑與固體被粘件之間必須有完好的浸潤。浸潤情況與膠黏劑的組成與性能、被粘件的結(jié)構(gòu)與性能、兩者