單組分聚氨酯膠

2.1.1 基體

基體，又稱為預(yù)聚體，例如異氰酸酯，通常是甲苯二異氰酸 (TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI) 或聚合的 MDI;

2.1.2 含活性氫化合物

含活性氫的化合物，通常是聚酯型多元醇或聚醚型多元醇，也可以是聚乙二醇、聚己內(nèi)酸酯和含羥基化合物的天然油脂;

2.1.3 催化劑

聚氨酯反應(yīng)常用的催化劑有:有機(jī)叔胺類(如三乙胺)和金屬有機(jī)化合物類(如辛酸亞錫、辛酸鉛、二月桂酸二丁錫等)。有機(jī)叔胺類催化劑能促進(jìn)異氰酸酯與水反應(yīng)放出二氧化碳，金屬類催化劑對異氰酸酯與醇類反應(yīng)有特效，催化劑的影響催化劑加入量一般控制在1%-2‰即可。

擴(kuò)鏈劑，通常是多胺;擴(kuò)鏈劑是制備 PU 膠粘劑時(shí)常用的一種功能助劑，其特點(diǎn)是相對分子質(zhì)量小、鏈節(jié)短且反應(yīng)活性大。隨著擴(kuò)鏈劑用量的增加，膠粘劑的內(nèi)聚強(qiáng)度增大、軟化點(diǎn)增高、對材質(zhì)的粘接強(qiáng)度增強(qiáng)且活性增大。

添加劑包括干燥劑、阻燃劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑、紫外抑制劑、著色劑、粘接促進(jìn)劑、填充物、增塑劑、其它聚合物等。

其中增塑劑可以改善體系中各組分的相容性;調(diào)節(jié)固化物的物理性能，如拉伸強(qiáng)度、低溫柔韌性、延伸率、硬度等;還可以用于降低體系的黏度，使其保持良好的流動。

聚酯二元醇的主鏈結(jié)構(gòu)對PU膠粘劑的結(jié)晶度、結(jié)晶速率和內(nèi)聚強(qiáng)度等影響較大、主鏈為線性鏈段的聚酯二元醇，其結(jié)晶性和結(jié)晶速率均優(yōu)于主鏈中含側(cè)基的非對稱性鏈段的聚酯二元醇中含側(cè)基的非對稱性鏈段的聚酯二元醇。這是因?yàn)閭?cè)基的位阻作用會阻礙軟鏈段的應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶而以己二酸與其它二元醇為原料反應(yīng)而成的聚酯，其結(jié)晶順序依次為:乙二醇< l,4-丁二醇< l,6-己二醇。這是由于用偶數(shù)碳原子二元醇所合成的聚酯，其分子中的供氫基團(tuán)與供電子基團(tuán)較易接近形成氫鍵，從而使聚合物分子鏈較易結(jié)晶，且結(jié)晶速率隨著偶數(shù)碳原子的增加而增加;而以丁二醇聚酯為軟鏈段合成的 PU 膠粘劑具有較快的結(jié)晶速率、較大的拉伸強(qiáng)度、相對較高的軟化點(diǎn)等力學(xué)性能和耐熱性能，且能顯著提高材質(zhì)之間的剝離強(qiáng)度。因此，本實(shí)驗(yàn)選用己二酸與1,4-丁二醇 BDO 反應(yīng)而成的聚酯二元醇作為合成PU膠粘劑的軟鏈段。

異氰酸酯指數(shù) R=n(-NCO)/n(-OH) ，R值對膠粘劑的相對分子質(zhì)量、表面張力、貯存穩(wěn)定性及粘接強(qiáng)度等影響較大。表l列出了不同 R 值對膠粘劑性能的影響。

單組分聚氨酯膠

2.2.3 擴(kuò)鏈劑對PU膠粘劑性能的影響

擴(kuò)鏈劑是制備PU膠粘劑時(shí)常用的一種功能助劑，其特點(diǎn)是相對分子質(zhì)量小、鏈節(jié)短且反應(yīng)活性大。隨著擴(kuò)鏈劑用量的增加，膠粘劑的內(nèi)聚強(qiáng)度增大、軟化點(diǎn)增高、對材質(zhì)的粘接強(qiáng)度增強(qiáng)且活性增大。

IPDI中與異氰酸酯基相連的是供電子基團(tuán)，異氰酸酯基中碳原子的電負(fù)性很大，與活潑氫化合物的反應(yīng)活性比甲苯二異氰酸 (TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI) 等相對較小。為了提高 IPDI 與羥基化合物的反應(yīng)速率，一般加入催化劑。合成 PU 膠粘劑常用的催化劑是有機(jī)金屬化合物和三元胺，如二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三元胺和三亞乙基二胺等。但三元胺易促進(jìn)異氰酸酯的三聚反應(yīng)，形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu);為促進(jìn)線型結(jié)構(gòu)的生成，防止交聯(lián)，可選用二月桂酸二丁基錫為催化劑。

反應(yīng)溫度對合成 PU 膠粘劑的性能影響不大，但對反應(yīng)速度的影響較大。

聚氨酯膠、雙組份聚氨酯膠、水性復(fù)膜膠、真空吸塑膠、聚氨酯電子灌封膠、水性聚氨酯膠、水性聚氨酯鞋膠、水性聚氨酯壓敏膠、聚氨酯節(jié)能燈膠、單組分聚氨酯膠 、聚氨酯密封膠、雙組分聚氨酯結(jié)構(gòu)膠、聚氨酯灌封膠、彈性聚氨酯膠。

單組分聚氨酯玻璃膠是一種無溶劑的反應(yīng)型膠，在膠黏劑的主體材料中含有異氰酸基團(tuán)，在合適的溫度范圍內(nèi)能與空氣中的水反應(yīng)，形成高強(qiáng)度固態(tài)密封膠，這個(gè)過程一般稱為潮氣固化。單組分聚氨酯玻璃膠具有立面涂敷不流淌、施工方便、固化速度快等優(yōu)點(diǎn)，固化后更具有粘結(jié)強(qiáng)度高、彈性好、耐水、耐老化及各種有機(jī)溶劑等特點(diǎn)。

1) 無毒，無污染;

2)使用前不必進(jìn)行化學(xué)計(jì)量和添加其他交聯(lián)劑，可直接使用;

3)操作簡便易控，省時(shí)省力。

其不足之處是:

1)初粘力差，凝膠時(shí)間較長;

2)固化過程中有氣泡產(chǎn)生，導(dǎo)致膠層發(fā)泡膨脹、形成縮孔，從而影響粘接強(qiáng)度;

3)黏度大，膠膜厚度難以控制，可操作性欠佳。

成分

含量

說明

聚酯型聚氨酯預(yù)聚體

58.0-65.0%

IPDI(異佛爾酮二異氰酸酯)，

脂肪酸型聚酯多元醇

乙酸甲酯

~1.0-1.5%

溶劑

乙酸乙酯

~29.0-30.0%

溶劑

1,4-丁二醇

~1.5-2.0%

擴(kuò)鏈劑

二月桂酸二丁基錫

~0.05-0.10%

催化劑

成分

含量

說明

羧酸型水性聚氨酯

38.0-40.0%

/

鄰苯二甲酸二丁酯

5.0-8.0%

增塑劑DBP

丙酮

2.0-2.5%

氯仿

0.5-1.0%

甲醇

5.0-5.5%

甲苯

0.5-1.0%

2,2-二羥甲基丁醇

0.5-0.8%

水

55-60.0%

聚氨酯膠水是無色或淡黃色透明液體，單組分包裝。本產(chǎn)品具有高強(qiáng)度,耐磨性。高彈性，耐低溫性等優(yōu)勢。其軟硬度可在很大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但其耐熱性不佳，通過改性將耐熱基團(tuán)引入聚氨酯的硬段中，制造出一種耐熱將近120℃的單組分聚氨酯膠粘劑，并且在150℃高溫還有很好的黏附性能，擴(kuò)大了聚氨酯膠粘劑的適用范圍.