聚氨酯胶黏剂粘结原理及分类
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聚氨酯胶粘剂配方:
聚氨酯胶粘剂的配方主要有双组份聚氨酯胶粘剂和单组份聚氨酯胶粘剂。
双组份聚氨酯胶粘剂的配方包括A组分和B组分。
A组分是由-NCO封端的预聚体,而B组分则是-NH2和-OH的化合物。
这种胶粘剂的固化机理是A与B组分发生加成聚合反应。
单组份聚氨酯胶粘剂的配方包括-NCO封端的预聚体、增塑剂、填料和催化剂等。
其固化机理是-NCO与空气中的湿气-OH反应固化。
此外,对于金属与金属之间的粘合,还可以使用甲苯二异氰酸酯(TDI)改性树酯,或者使用甲组份为50份,乙组份为5份的聚氨酯胶粘剂。
对于一般材料之间的粘合,可以使用甲组份50份,乙组份3-5份的聚氨酯胶粘剂。
对于纸张、皮革、木材之间的粘合,可以使用甲组份50份,乙组份3-5份的聚氨酯胶粘剂。
拓展资料
聚氨酯是一种高分子化合物,全名为聚氨基甲酸酯,它是由氨基
甲酸酯连接的有机单元组成的聚合物。
聚氨酯有聚酯型和聚醚型两大类,可制成聚氨酯塑料(以泡沫塑料为主)、聚氨酯纤维(中国称为氨纶)、聚氨酯橡胶及弹性体。
软质聚氨酯主要是具有热塑性的线性结构,比PVC发泡材料有更好的稳定性、耐化学性、回弹性和力学性能,具有更小的压缩变型性。
隔热、隔音、抗震、防毒性能良好,因此用作包装、隔音、过滤材料。
硬质聚氨酯塑料质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品,电性能好,易加工,吸水率低,主要用于建筑、汽车、航空工业、保温隔热的结构材料。
聚氨酯弹性体性能介于塑料和橡胶之间,耐油,耐磨,耐低温,耐老化,硬度高,有弹性,主要用于制鞋工业和医疗业。
聚氨酯还可以制作粘合剂、涂料、合成革等。
聚氨酯胶粘剂的粘接工艺聚氨酯胶粘剂是一类粘接能力强并且性能优良的胶粘剂,在生活中的各个方面应用极为广泛,与含有活泼氢的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料,以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力。
那么,聚氨酯胶粘剂的粘接工艺都有哪些呢?下面就由洛阳天江化工新材料有限公司的小编带领大家一起来学习一下聚氨酯胶粘剂的各种粘接工艺吧。
一、表面处理要想使聚氨酯胶粘剂与基材之间形成良好的粘接效果,必要条件之一就是要对基材表面进行一些适当的处理。
天江化工的专家告诉我们,这是由于被粘物表面常常存在着油脂、灰尘等弱界面层,受其影响,建立在弱界面层上的粘接所得的粘接强度不易提高,因此,对粘接基材的表面进行适当的处理是使用聚氨酯胶粘剂对材料进行粘接之前必不可少的一项工艺。
除此之外,对于那些与聚氨酯胶粘剂表面张力不匹配的基材,在使用聚氨酯胶粘剂进行粘接之前,还必须对其表面进行一定的化学处理,其中,表面处理就是提高聚氨酯胶粘剂粘接强度的首要步骤之一。
二、清洗脱脂一些金属及塑料基材的表面经常容易受到汗、油以及灰尘等的污染,另外,塑料表面还有脱模剂,因此,这样的塑料与胶粘层之间仅能形成粘接力很弱的粘接界面。
对聚氨酯胶粘剂来讲,金属或塑料表面的油脂与聚氨酯胶粘剂之间的相容性很差,而存在的水分则会与聚氨酯胶粘剂中的-NCO基团发生化学反应从而产生气泡,使得聚氨酯胶粘剂与粘接基材之间的接触表面积大幅度降低,并且会使胶粘层的内聚力降低,因而天江化工的专家提醒,在使用聚氨酯胶粘剂进行粘接前必须首先对粘接基层进行表面清洗以及干燥处理这一步骤。
常用的清洗及干燥方法为:先用含表面活性剂及有机溶剂的碱水对基材的粘接表面进行清洗,再进行水洗干燥;或用有机溶剂(如丙酮、四氯化碳、乙醇等)直接进行清洗。
对于表面有锈迹的金属,一般要先用砂纸、钢丝刷除去表面铁锈,再对其进行清洗及干燥。
三、粗糙化处理若粘接表面光滑,则一般需要首先对其进行粗糙化处理,以增加聚氨酯胶粘剂与基材的接触面积。
聚氨酯的粘接机理、粘接工艺及配方设计聚氨酯的粘接机理、粘接工艺及配方设计概述:A、金属、玻璃、陶瓷等的粘接金属、玻璃等物质表面张力很高,属于高能表面,在PU胶粘剂固化物中含有内聚能较高的氨酯键和脲键,在一定条件下能在粘接面上聚集,形成高表面张力胶粘层。
一般来说,胶粘剂中异氰酸酯或其衍生物百分含量越高,胶粘层的表面张力越大,胶越坚韧,能与金属等基材很好地匹配,粘接强度一般较高。
含一NCO基团的胶粘剂对金属的粘接机理如下:金属表面一般存在着吸附水(即使经过打磨处理的金属表面也存在微量的吸附水或金属氧化物水合物),一NCO与水反应生成的脲键与金属氧化物之间由于氢键而螯合形成酰脲—金属氧化物络合物,一NCO 基团还能与金属水合物形成共价键等。
在无一NCO场合,金属表面水合物及金属原子与氨酯键及脲键之间产生范德华力和氢键,并且以TDI、MDI为基础的聚氨酯胶粘剂含苯环,具有冗电子体系,能与金属形成配价键。
金属表面成分较为复杂,与PU胶之间形成的各种化学键或次价键(如氢键)的类型也很复杂。
玻璃、石板、陶瓷等无机材料一般由Ah09、S02、CaO和Na20等成分构成,表面也含吸附水、羟基,粘接机理大致与金属相同oB、塑料、橡胶的粘接橡胶的粘接一般选用多异氰酸酯胶粘剂或橡胶类胶粘剂改性的多异氰酸酯胶粘剂,胶粘剂中所含的有机溶剂能使橡胶表面溶胀,多异氰酸酯胶粘剂分子量较小,可渗入橡胶表层内部,与橡胶中存在的活性氢反应,形成共价键。
多异氰酸酯还会与潮气反应生成脲基或缩二脲,并且在加热固化时异氰酸酯会发生自聚,形成交联结构,与橡胶分子交联网络形成聚合物交联互穿网络(IPI),因而胶粘层具有良好的物理性能。
用普通的聚氨酯胶粘剂粘接橡胶时,由于各材料基团之间的化学及物理作用,也能产生良好的粘接。
PVC、PET、FRP等塑料表面的极性基团能与胶粘剂中的氨酯键、酯键、醚键等基团形成氢键,形成有一定粘接强度的接头。
有人认为玻纤增强塑料(FRP)中含一OH基团,其中表面的一OH与PU胶粘剂中的一NCO 反应形成化学粘接力。
聚氨酯胶粘剂的粘接机理聚氨酯胶粘剂是目前正在迅猛发展的聚氨酯树脂中的一个重要组成部分,具有优异的性能,在许多方面都得到了广泛的应用,是八大合成胶粘剂中的重要品种之一,适用于各种结构性粘合领域。
大家可能会好奇,聚氨酯胶粘剂的粘结力度这么强,粘结材料的种类又是这么广泛,那么它究竟是如何将各种材料粘结在一起的呢?下面,洛阳天江化工新材料有限公司就聚氨酯胶粘剂粘结材料种类的不同将聚氨酯胶粘剂的粘结机理概括为了以下几类:一、金属、玻璃、陶瓷等的粘接金属、玻璃等物质表面张力很高,属于高能表面,在聚氨酯胶粘剂固化物中含有内聚能较高的氨酯键和脲键,在一定条件下能在粘接面上聚集,形成高表面张力胶粘层。
一般来说,胶粘剂中异氰酸酯或其衍生物百分含量越高,胶粘层的表面张力越大,胶越坚韧,能与金属等基材很好地匹配,粘接强度一般较高。
1、含-NCO基团的胶粘剂对金属的粘接机理如下:金属表面一般存在着吸附水(即使经过打磨处理的金属表面也存在微量的吸附水或金属氧化物水合物),-NCO与水反应生成的脲键与金属氧化物之间由于氢键而螯合形成酰脲—金属氧化物络合物,-NCO基团还能与金属水合物形成共价键等。
2、在无-NCO场合,金属表面水合物及金属原子与氨酯键及脲键之间产生范德华力和氢键,并且以TDI、MDI为基础的聚氨酯胶粘剂含苯环,具有冗电子体系,能与金属形成配价键。
金属表面成分较为复杂,与聚氨酯胶之间形成的各种化学键或次价键(如氢键)的类型也很复杂。
3、玻璃石板陶瓷等无机材料一般由SO2、CaO和Na2O等成分构成,表面也含吸附水羟基,粘接机理大致与金属相同。
二、塑料橡胶的粘接橡胶的粘接一般选用多异氰酸酯胶粘剂或橡胶类胶粘剂改性的多异氰酸酯胶粘剂,胶粘剂中所含的有机溶剂能使橡胶表面溶胀,多异氰酸酯胶粘剂的分子量较小,可渗入橡胶表层内部,与橡胶中存在的活性氢发生反应,形成共价键。
此外,多异氰酸酯还会与潮气反应生成脲基或缩二脲,并且在加热固化时异氰酸酯会发生自聚,形成交联结构,与橡胶分子交联网络形成聚合物交联互穿网络(IPI),因而胶粘层具有良好的物理性能。
单组分聚氨酯胶粘剂配方和合成机理单组分聚氨酯胶粘剂配方和合成机理湿固化型聚氨酯胶1.湿固化机理:湿固化型聚氨酯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。
因此湿固化型聚氨酯胶粘剂固化后的胶层组成是聚氨酯胶粘剂—聚脲结构。
2.软木用聚氨酯胶:将以NCO为端基的聚氨酯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。
该胶粘剂是聚氨酯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)聚氨酯浇注型橡胶的基料;(2)建筑用聚氨酯防水材料的粘料;(3)田径运动场地用聚氨酯橡胶跑道(塑胶跑道)胶面层的粘料;(4)聚氨酯密封胶粘剂的粘料。
该胶粘剂还可用于聚氨酯泡沫塑料、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) 8.7份1,4-丁二醇 4.1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7.3%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43.1MPa,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。
按HDI缩二脲1610份、r-巯丙基三甲氧基硅烷40份、二甲基硅烷427份、二甲基哌嗪1.3份制成硅烷化合物。
聚氨酯胶粘剂的粘接机理 2008-02-20 中国复合材料在线[收藏该文章]一、金属、玻璃、陶瓷等的粘接金属、玻璃等物质表面张力很高,属于高能表面,在PU胶粘剂固化物中含有内聚能较高的氨酯键和脲键,在一定条件下能在粘接面上聚集,形成高表面张力胶粘层。一般来说,胶粘剂中异氰酸酯或其衍生物百分含量越高,胶粘层的表面张力越大,胶越坚韧,能与金属等基材很好地匹配,粘接强度一般较高。含-NCO基团的胶粘剂对金属的粘接机理如下:金属表面一般存在着吸附水(即使经过打磨处理的金属表面也存在微量的吸附水或金属氧化物水合物),-NCO与水反应生成的脲键与金属氧化物之间由于氢键而螯合形成酰脲—金属氧化物络合物,-NCO基团还能与金属水合物形成共价键等。在无-NCO场合,金属表面水合物及金属原子与氨酯键及脲键之间产生范德华力和氢键,并且以TDI、MDI为基础的聚氨酯胶粘剂含苯环,具有冗电子体系,能与金属形成配价键。金属表面成分较为复杂,与PU胶之间形成的各种化学键或次价键(如氢键)的类型也很复杂。玻璃石板陶瓷等无机材料一般由SO2CaO和Na2O等成分构成,表面也含吸附水羟基,粘接机理大致与金属相同。
二、塑料橡胶的粘接橡胶的粘接一般选用多异氰酸酯胶粘剂或橡胶类胶粘剂改性的多异氰酸酯胶粘剂,胶粘剂中所含的有机溶剂能使橡胶表面溶胀,多异氰酸酯胶粘剂分子量较小,可渗入橡胶表层内部,与橡胶中存在的活性氢反应,形成共价键。多异氰酸酯还会与潮气反应生成脲基或缩二脲,并且在加热固化时异氰酸酯会发生自聚,形成交联结构,与橡胶分子交联网络形成聚合物交联互穿网络(IPI),因而胶粘层具有良好的物理性能。用普通的聚氨酯胶粘剂粘接橡胶时,由于各材料基团之间的化学及物理作用,也能产生良好的粘接。PVC、PET、FRP等塑料表面的极性基团能与胶粘剂中的氨酯键、酯键、醚键等基团形成氢键,形成有一定粘接强度的接头。有人认为玻纤增强塑料(FRP)中含-OH基团,其中表面的-OH与PU胶粘剂中的-NCO反应形成化学粘接力。非极性塑料如PE、PP,其表面极性很低,用极性的聚氨酯胶粘剂粘接时可能遇到困难,这可用多种方法对聚烯烃塑料进行表面处理加以解决。一种办法是用电晕处理,使其表面氧化,增加极性:另一种办法是在被粘的塑料表面上采用多异氰酸酯胶粘剂等作增粘涂层剂(底涂剂底胶)。如熔融凹挤出薄膜,在PET等塑料薄膜上进行挤出复合时,由于表面存在低聚合度的弱界面层,粘接强度不理想,使用底胶时,多异氰酸酯在热的聚乙烯表面上扩散,使弱界面层强化,复合薄膜则具有非常好的剥离强度。三、织物木材等的粘接织物木材等基材由纤维组成,而纤维具有一定的吸湿率,并且常含有醚键、酯键、酰胺键等极性键,以及羧基、羟基等。水和羟基容易与PU胶粘剂中-NCO基团反应,形成牢固的氨酯键和脲键等化学键,而纤维中的极性基团与胶中的极性基团之间形成氢键,并且胶粘剂分子还容易渗入纤维之间。PU对于这类材料一般能形成牢固的粘接。。