热塑性聚氨酯热熔胶的合成与性能研究

热塑性聚氨酯发泡材料的研究及应用探讨一、引言热塑性聚氨酯泡沫（TPU）是一种新型材料，广泛应用于各种领域，如汽车、建筑、家居等。

与传统的聚氨酯泡沫相比，TPU具有更好的物理性能、化学稳定性和生态可持续性。

本文介绍了TPU的制备方法、特性、应用领域及未来发展方向。

二、热塑性聚氨酯泡沫的制备方法TPU是通过聚合物化学方法制备而成的，是聚氨酯的一种。

主要由两种官能团组成：脂肪族二元醇（如1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇）和脂肪族二元异氰酸酯（如MDI、TDI等）。

聚合前，脂肪族二元醇与脂肪族二元异氰酸酯通过反应制备出聚氨酯，再通过加入放气剂，将聚氨酯发泡成TPU泡沫材料。

三、热塑性聚氨酯泡沫的特性1.良好的物理性能：TPU泡沫材料具有良好的力学性能，如高弹性、高强度、耐磨损、耐低温等。

2.优异的化学稳定性：由于TPU的强大的分子链结构，它具有优异的耐腐蚀性和耐热性。

热塑性聚氨酯泡沫材料能在高温下保持较好的物理性能。

3.生态可持续性强：TPU是一种环保材料，与传统的聚氨酯泡沫相比，它减少了对环境的污染。

四、热塑性聚氨酯泡沫的应用领域1.汽车领域：TPU泡沫材料可用于汽车座椅、车顶、门板等部位，以减轻汽车质量，提高汽车燃油经济性。

2.建筑领域：TPU泡沫材料可用于墙体保温、屋顶保温、地板防水等。

3.包装领域：TPU泡沫材料可用于电子产品包装、精密仪器包装和航空器械包装等。

五、热塑性聚氨酯泡沫的未来发展目前，热塑性聚氨酯泡沫的发展已经取得了显著的进展。

未来，TPU将进一步发展与应用。

其中包括以下方面：1.TPU泡沫材料的可再生性：由于TPU泡沫材料的生态可持续性强，未来将研究TPU泡沫材料可再生性，以减少原材料的消耗。

2.TPU泡沫材料的附加功能：TPU泡沫材料将加入新的附加功能，如发光、耐放射性、耐电磁辐射等。

3.TPU泡沫材料的结构改性：将改进TPU泡沫材料的结构，以提高其力学性能、化学性能和耐温性能。

2020年第49卷第2期合成材料老化与应用77无溶剂聚氨酯热熔胶的制备及性能**基金项目：西航职院2018年度科研项目（18XHZH-016）;陕西高校青年创新团队资助项目（2019-73）作者简介：邵康宸，硕士，主要从事环氧树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂的研究。

邵康宸（西安航空职业技术学院航空材料工程学院，陕西西安710089）摘要：以二苯基甲烷二异氤酸酯（MDI ）、聚己二酸-1,4-丁二醇酯（PBA ）为单体，1,4- 丁二醇（BDO ）为扩链剂, 制备耐热性能好、粘接强度高的无溶剂聚氨酯热熔胶。

采用单因素试验法优选出制备聚氨酯热熔胶的最佳工艺条件， 并对聚氨酯热熔胶耐热性等进行了测试。

结果表明：采用两步法制备无溶剂聚氨酯热熔胶的最佳工艺条件是反应温度 为70T 、预聚反应时间为2 h 、扩链反应时间为30 min;初始热分解温度达307.87to关键词：聚酯多元醇，异氤酸酯，扩链剂中图分类号：TQ 433.4Preparation and Properties of Solventless Polyurethane Hot Melt AdhesiveSHAO Kang-chen（College of Aeronautical Materials Engineering, Xi 9 an Aeronautical Polytechnic Institute, Xi *a n 710089, Shaanxi,China ）Abstract ： With diphenylmethane diisocyanate （MDI ）, poly-1,4-butylene glycol adipate （PBA ） as the monomer, 1,4-butanediol as chain extender, solventless polyurethane hot melt adhesive was prepared. The optimal process conditions of preparing polyurethane hot melt adhesive were preferred by single-factor experiment method, and the heat resistance of polyurethane hot melt adhesive were tested. The results showed that the optimal process conditions of preparing polyurethane hot melt adhesive by two-step were obtained when the reaction temperature was 70 T ： , the pre —polymerization reaction time was 2h, and chain reaction time was 30min. The initial thermal decomposition temperature was 307.87 .Key words : polyester polyol, isocyanate, chain extender随着信息时代地快速发展，工业现代化以及人口密 集化，给人们的生活带来了越来越严重的环境污染。

聚氨酯热熔胶是一种广泛应用于工业领域的热熔胶，具有优异的黏附性能、高强度、耐寒性等特点。

其合成过程涉及到多个步骤，包括原料准备、反应聚合、后处理等阶段。

以下是关于聚氨酯热熔胶合成的详细介绍。

### 原料准备：#### 1. 异氰酸酯（Isocyanates）：-异氰酸酯是聚氨酯热熔胶的重要组成部分，常用的异氰酸酯包括二甲基二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）等。

这些异氰酸酯具有多官能团结构，有利于后续的交联反应。

#### 2. 聚醚或聚酯多元醇：-作为异氰酸酯的反应物，聚醚或聚酯多元醇在合成聚氨酯热熔胶时起着重要作用。

聚醚多元醇如聚醚醇、聚甲醚二醇等常被选用。

#### 3. 助剂：-合成过程中还需要添加一些助剂，如催化剂、稳定剂、流动剂等，以调节反应速率、提高产品稳定性和流动性。

### 反应聚合：合成聚氨酯热熔胶的关键步骤是异氰酸酯与多元醇的缩聚反应。

反应的基本步骤如下：#### 1. 异氰酸酯与多元醇反应：-在反应容器中，将事先准备好的异氰酸酯和多元醇按一定的比例加入。

反应过程中，异氰酸酯中的异氰基（NCO）与多元醇中的羟基（OH）发生缩聚反应，形成尿素键和酯键结构。

#### 2. 链延长反应：-在缩聚反应的基础上，可以进行链延长反应，通过添加含有活性氢的物质（如丙二醇、水等），进一步延长聚氨酯链的长度。

#### 3. 调节反应条件：-反应条件的调节对于合成聚氨酯的性能至关重要。

温度、压力、反应时间等条件的合理选择可以影响聚氨酯的分子量分布和结构。

### 后处理：#### 1. 净化：-合成完成后，通过净化过程去除反应残留物，如未反应的异氰酸酯、多元醇等。

#### 2. 切割与造粒：-将合成的聚氨酯胶块进行切割，并通过造粒的方式制备成颗粒状的产品。

这有助于后续的使用，特别是在热熔胶枪中方便地进行热熔施工。

#### 3. 包装：-最终的聚氨酯热熔胶产品会通过包装装入合适的容器中，以确保产品的保存和运输。

754 橡　胶　工　业2019年第66卷热塑性聚氨酯/顺丁橡胶共混材料性能的研究汪传生，温南南，温潇潇，边慧光（青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061）摘要：采用机械共混法制备热塑性聚氨酯（TPU）/顺丁橡胶（BR）共混材料，并研究TPU/BR共混比对共混材料性能的影响。

结果表明：TPU/BR共混材料的硫化特性和物理性能较BR显著改善；TPU/BR共混材料的流动性能与TPU/BR共混比成反比；TPU/BR共混材料的耐老化性能和热稳定性能较BR下降。

关键词：热塑性聚氨酯；顺丁橡胶；共混材料；机械共混；流动性能；热稳定性能中图分类号：TQ334.1；TQ333.2 文章编号：1000-890X（2019）10-0754-04文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2019.10.0754热塑性聚氨酯（TPU）是一种新型环保材料，具有软段和硬段，是一种线性嵌段共聚物[1]。

其中软段由低聚合物二元醇构成，常温下呈橡胶态；硬段由二异氰酸酯与扩链剂构成，常温下呈玻璃态或结晶态[2]，具有塑料属性。

TPU的这种特殊结构使其既具有橡胶的特性，可以替代橡胶应用于一些领域，又具有塑料的高耐磨性、拉伸强度和撕裂强度等，可以像塑料一样进行加工[3]。

TPU加工设备简单，生产效率高，因此受到工业和学术界的广泛关注。

顺丁橡胶（BR）是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，其用量仅次于丁苯橡胶[4]。

BR 的分子间作用力小，相对分子质量高，分子链柔性大；BR在常温无负荷时呈无定形态，在外力作用下有较高的变形能力，是弹性和耐低温性能较好的合成橡胶[5-7]。

但BR的拉伸强度和撕裂强度较低，含有BR的胎面胶抗刺扎性降低，容易刮伤；BR粘度较低，其在胎面胶中用量太大时容易导致胎面接头困难，需与增粘剂配合使用；BR对温度较为敏感，在混炼时温度太高容易产生脱辊现象[8]。

聚合物共混改性是改善聚合物性能的重要途径，能够均衡各聚合物组分的性能，取长补短，获得综合性能较好的共混材料。

热塑性聚氨酯热熔胶的制备及性能李会录;张挺;邵康宸;魏弘利【期刊名称】《高分子材料科学与工程》【年(卷),期】2016(32)1【摘要】以聚酯多元醇聚己二酸-1,4-丁二醇酯（PBA）为软段,二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和扩链剂1,4-丁二醇为硬段,二月桂酸二丁基锡和三亚乙基二胺为催化剂合成了相对分子质量分布合理、软化点高、粘接强度大、热稳定性好的热塑性聚氨酯热熔胶。

通过对合成工艺、异氰酸酯MDI、聚酯多元醇和扩链剂用量的研究,探讨了其软硬段的组成、结构、异氰酸酯指数（R）等对热塑性聚氨酯热熔胶性能的影响,结果得出,聚氨酯预聚体合成温度在（70±5）℃,反应时间约2h,扩链反应时间30 min,在100-110℃温度下熟化2-3 h,当R为1.02（-NCO/-OH摩尔比）,扩链剂的用量为1∶0.7（多元醇/1,4-丁二醇摩尔比）时,合成的聚氨酯热熔胶具有合理的相对分子质量（珚Mn为3.91×10^4,珚Mw为7.61×10^4）及相对分子质量分布（1.94）、较高的软化点（139℃）、优异的物理性能与粘接强度（25.66 MPa）。

【总页数】6页(P36-40)【关键词】聚酯多元醇;异氰酸酯;扩链剂;粘接强度;软化点【作者】李会录;张挺;邵康宸;魏弘利【作者单位】西安科技大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】TQ433.432【相关文献】1.反应型聚氨酯热熔胶的制备及其粘接性能的研究 [J], 唐启恒;何吉宇;艾青松;杨荣杰2.热塑性聚氨酯热熔胶的合成与性能研究 [J], 潘庆华;叶胜荣3.电子行业用湿固化聚氨酯热熔胶的制备及性能研究 [J], 田俊玲;雷周桥4.湿固化聚氨酯热熔胶的制备及性能研究 [J], 张续;陈建君;姚明;宋禹泉;张均;姜志国5.无溶剂聚氨酯热熔胶的制备及性能 [J], 邵康宸因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

全⾯了解聚氨酯热熔胶（PUR）热熔胶简介热熔型胶粘剂在室温下是固体，加热到⼀定温度就熔融成粘稠液体，冷却⾄室温后⼜变成了固体，并有很强的粘接作⽤，因此⼈们把它称为热熔型胶粘剂，简称热熔胶。

热熔胶市场规模在美国、欧洲、⽇本等发达国家，热熔胶市场增长迅速，总产量已占胶粘剂总产量的20%以上，⽽我国还不到10%。

在我国，热熔胶仍有较⼤的发展空间。

图：2007-2015年中国胶粘剂和热熔胶产量统计(单位：万吨)热熔胶分类热熔胶按化学组成可分为以下⼏种：(1)聚烯烃类 (PE、PP) (2)⼄烯及其共聚物类 (EVA、EEA、EAA、、EVAL) (3)聚酯类 (PES) (4)聚酰胺类 (PA) (5)聚氨酯类 (PU) (6)苯⼄烯及其嵌段共聚物(SBS、SIS、SEBS)热熔胶按产品形态分：(a)胶粒 (b)胶粉 (c)胶膜 (d)胶棒聚氨酯热熔胶简介聚氨酯热熔胶是以聚氨酯树脂或预聚物为主体材料，配以各种助剂(如催化剂、抗氧剂、增粘剂及填料等)⽽制得的⼀类热熔胶。

因含有极性很强、化学活泼性很⾼的异氰酸酯基(-NCO)和氨酯基(-NHCOO-)，它与各种材料都有优良的化学粘接⼒。

⽽且聚氨酯与被粘接材料之间产⽣的氢键作⽤会使⾼分⼦内聚⼒增加，从⽽使粘接更加牢固。

聚氨酯热熔胶分类：热塑性聚氨酯热熔胶热塑性聚氨酯弹性体热熔胶是由分⼦量15000以上的聚氨酯弹性体，增塑剂、增粘树脂以及促进剂、润滑剂、填料等密炼混合⽽成，使⽤时加热到⼀定温度熔化涂布在基材表⾯，经冷却⽽固化。

热塑性聚氨酯热熔胶，即TPU热熔胶，其原料如下：热塑性聚氨酯热熔胶TPU热熔胶膜是热熔胶的另外⼀种表现形式，其具有常规TPU薄膜的优良性能，⼜有热熔胶的热粘合性能，成为TPU应⽤⾏业和热熔胶⾏业的新热点。

图：2010-2015年中国TPU热熔胶膜市场规模增长趋势(单位：亿元)热塑性聚氨酯热熔胶应⽤⼴泛应⽤于服装、制鞋、箱包、⼿袋、制⾐、医疗、军事、玩具、鞋材⾯料贴合、硅胶胸垫、内⾐辅料、防⽔拉链、商标贴合、计算机3C⽤品、充⽔袋、充⽓袋、泡棉复合产品。

热塑性聚氨酯材料的制备及应用热塑性聚氨酯（TPU）材料是一种高密度、高强度的聚合物，有着优异的耐磨性、柔软性、耐化学腐蚀性和耐高温性能。

因此，热塑性聚氨酯材料在众多领域得到了广泛应用，如汽车、建筑、电子、医疗等行业。

本文将从热塑性聚氨酯材料的制备和应用两个方面进行探讨。

一、热塑性聚氨酯材料的制备热塑性聚氨酯材料的制备主要分为以下几个步骤：1.原材料准备热塑性聚氨酯材料的主要原料是聚醚或聚酯等多元醇与二异氰酸脂的反应产物。

其中，多元醇可以是聚醚三元醇、聚酯三元醇等，二异氰酸脂可以是二异氰酸酯、二异氰酸酰胺等。

2.反应制备首先将多元醇与二异氰酸脂按照一定的比例混合均匀，然后在一定的温度下进行反应，使其形成热塑性聚氨酯材料。

在反应的过程中，需要加入一些催化剂、稳定剂和其他添加剂，以提高其性能和稳定性。

3.加工成型制备好的热塑性聚氨酯材料可以通过注塑、挤出、吹塑等方式进行加工成型。

这些加工方式可以根据不同的形状和要求进行调整，从而得到最优质的成品。

二、热塑性聚氨酯材料的应用1.汽车领域热塑性聚氨酯材料在汽车领域有着广泛的应用，特别是在汽车内饰和座椅的生产中。

热塑性聚氨酯材料可以制成柔软、舒适的座椅垫、扶手和门板等部件，同时具有耐磨性和高强度。

2.建筑领域热塑性聚氨酯材料在建筑领域中的应用越来越广泛。

它可以制成符合建筑物温度、压力和防火等要求的绝缘材料、防水材料和隔声材料。

这些材料可以有效减少建筑物的能量消耗和噪音污染。

3.医疗领域热塑性聚氨酯材料在医疗领域中也有着广泛应用。

它可以制成各种医疗用品，如外科手术器械、人工心脏瓣膜、人造组织和器官等。

这些医疗用品具有柔软性、易清洁和低过敏性的特点，对患者的健康安全也具有重要意义。

4.电子领域热塑性聚氨酯材料在电子领域中也有广泛应用。

它可以制成高耐磨的电子零部件、防静电材料和柔性线路板等。

这些材料可以有效保护电子设备的安全，提高电子设备的可靠性和稳定性。

总之，热塑性聚氨酯材料在众多领域中都有着广泛应用。

中山大学工学院2011级生物医学工程专业《高分子化学》课程实验报告姓名学号成绩日期同组姓名指导教师实验十一:热塑性聚氨酯弹性体的制备及其结构和性能表征一、实验目的:1、掌握聚氨酯的制备工艺。

2、掌握通过调节软硬度按比例调节聚氨酯的性能。

3、了解拉力机的使用方法,掌握测定高分子材料力学性能的方法。

二、仪器与药品仪器:250ml三口烧瓶、橡皮塞、弯管塞、锥形瓶、油浴、温度计、恒压滴液漏斗、冷凝管、搅拌装置、磁力搅拌器、自制模具、电子天平、电子拉力试验机、减压装置、氮气包。

药品:聚乙二醇(PEG)(数均相对分子量=1000,平均官能度为2,在90℃真空干燥2h后使用),甲苯二异氰酸酯(TDI),1,4-丁二醇(BDO)(分子筛脱水,重蒸馏后使用)三、实验原理1、热塑性聚氨酯弹性体的制备1线性热塑性聚氨酯弹性体的制备一般是由二元羟基化合物与二元异氰酸酯反应形成预聚体,在家小分子二元醇或二元胺类扩链剂经不同的后处理得到的。

多羟基化合物可以是含端羟基的聚酯或者聚醚。

聚氨酯的柔软性可由多羟基化合物的相对分子质量以及在体系中的用量来调节。

线性热塑性聚氨酯弹性体的制备可以分两步进行。

首先是二异氰酸酯与低分子量的二元羟基化合物,制得端基含-NCO基的多异氰酸酯预聚物。

第二步是预聚物与扩链剂发生化学反应。

合成聚氨酯弹性体中需要注意几个问题:温度、预聚和熟化时间的确定以及合适的(NCO)/(OH)比值。

(1)温度。

合成反应温度对反应速度、副反应以及体系黏度等方面有较大的影响。

根据阿累尼乌斯方程,温度的升高有利于反应速度的提高,从而缩短反应时间,并且也可极大地降低反应黏度,增加反应的可操作性。

但是过高的温度也增大了副反应的可能性,从而严重影响聚氨酯的性能。

当体系充分脱水之后,在合成聚氨酯的过程中将主要存在以下反应:(i)异氰酸酯与羟基反应生成氨基甲酸酯;(j)氨基甲酸酯与二异氰酸酯反应生成脲基甲酸酯。

此外,当催化剂存在并且温度较高时,异氰酸酯还会产生二聚、三聚和多聚作用生成脲酐、三聚异氰酸酯和线性高分子聚合物,但这些反应发生的可能性较小。