聚氨酯胶粘剂的应用研究
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技术研讨与交流II畫驚器&扯◎啊蛋虧0◎腮收稿日期:2018-12-17作者简介:李国遵(1988-),男,硕士,主要从事聚氨酯、聚豚的研发工作,发表多篇论文、专利。
E-mail:liguozun@。
聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成、改性与应用李国遵,高之香,李士学,李建武,陈雨,赵苗(三友(天津)高分子技术有限公司,天津300211)摘要:通过查阅国内外相关文献资料,简要阐述了聚氨酯胶粘剂的性能、结构、合成、改性及应用等相关内容,综述了聚氨酯胶粘剂目前国内外的研究现状及研究进展,并对聚氨酯胶粘剂的发展做了展望。
关键词:聚氨酯胶粘剂;合成;改性;应用;研究进展中图分类号:TQ433.4+32文献标识码:A文章编号:1001-5922(2019)05-0177-04随着科学技术的发展,我国胶粘剂工业持续快速发展。
硅树脂、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸酯和其他各种胶粘剂广泛应用于各个领域円。
聚氨酯(PU)胶粘剂优异的机械性能、良好的耐低温性、耐酸碱性、耐油污性和与基材良好粘合性在众多材料中脱颖而出“。
聚氨酯胶粘剂是分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或(和)异氤酸酯基团(-NCO)的粘合剂。
分子链中大量的氨基甲酸酯、基甲酸酯、缩二和其他基团赋予聚氨酯胶粘剂优异的性能“81o1异氧酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状聚氨酯胶粘剂的合成是基于异氤酸酯独特的化学性质。
异氤酸酯是分子中含有异氤酸酯基团(-NCO)的化合物,该基团具有重叠双键排列的高度不饱和键结构,能与各种含活泼氢的化合物进行反应。
在聚氨酯胶粘剂领域,主要使用含有2个或多个-NCO特征基团的异氤酸酯。
根据产品在光照下是否发生黄变现象将聚氨酯胶粘剂分为通用型异氤酸酯聚氨酯胶粘剂和耐黄变型异氤酸酯聚氨酯胶粘剂。
1.1通用型异氧酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状通用氤酸酯,即芳香幅氤酸酯是目前聚珮工业使用最广泛的异氤酸酯,由于结构中与苯环相连的亚甲基易被氧徳解团Wt料处黄变罷常用的W1W氤酸酯有TDI、MDI和PAPI等。
mdi基水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究1概述mdi基水性聚氨酯胶粘剂(polyurethane adhesive)是一种穿透性胶粘剂,可以同时实现强度和附着力,是目前工业制造过程中广泛使用的胶粘剂之一。
一般来说,mdi基水性聚氨酯胶粘剂具有优异的机械强度、耐热强度、耐非常冷和高温环境耐久性,广泛应用于家具制造、汽车制造、家电机械以及建筑行业。
2合成过程MDI基水性聚氨酯胶粘剂的研制过程大致可分为以下几个步骤:(1)合成MDI基原料:用特殊的化学原料(如挥发性溶剂,四氯化碳,甲苯)经过精确控制合成反应,以生成MDI(氨基甲酰二苯甲醚)及其他MA(甲氨基苯甲酰二酸)等组份。
(2)合成溶剂:将MDI和MA混合,加入水或醇为溶剂制成合成水性溶液;(3)引入增强剂:注入胶粘剂合成溶液中的增强剂(如矿物油、溶剂油、界面活性剂等)可使该水性聚氨酯胶粘剂的机械之强度和粘接性能更为优异;(4)合成聚氨酯。
将上述各原料混合,加入所需的各种增强剂,利用连乳剂工艺或者聚氨酯柔性膜工艺,进行低温反应或高温反应,以生成具有高强度、高粘接力、耐环境及机械性能的富弹性水性聚氨酯胶粘剂。
3性能特点MDI基水性聚氨酯胶粘剂具有良好的粘接性能,能有效满足特定的粘接任务。
它具有良好的机械强度,耐冷热,抗紫外线等特性,能够提供更稳定的结构支撑,增强制造件整体的可靠性。
它还具有优异的耐热能力和附着力,有效提高了制件性能,确保了粘接件获得良好的湿稳定性。
此外,它不仅具有良好的抗化学腐蚀性能,而且还能有效降低上衣层渗透性,从而改善了产品的耐久性。
4结论MDI基水性聚氨酯胶粘剂具有优异的机械强度、耐热强度、耐非常冷和高温环境耐久性,对建筑行业,家具制造行业,汽车制造行业,家电机械行业等有很大的助力和作用。
同时,它还具有良好的抗化学腐蚀性能,抗紫外线能力,改善表面渗透性,能够持久耐久,更安全,满足现代行业多种需求。
聚氨酯胶粘剂主要应用领域现状及发展趋势发布时间:2021-05-14T07:07:42.434Z 来源:《防护工程》2021年3期作者:米南[导读] 本文介绍了聚氨酯胶的主要应用领域、水性聚氨酯的性能优势及改性途径航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨 150000摘要:本文介绍了聚氨酯胶的主要应用领域、水性聚氨酯的性能优势及改性途径。
目前,对环境绿色友好已成为聚氨酯胶粘剂的发展方向,针对这一发现趋势,介绍了聚氨酯胶粘剂的几个种类及未来的发展方向,并重点分析了水性胶粘剂的研究和应用现状。
关键词:聚氨酯胶粘剂;应用现状;技术开发;发展趋势;分析;一、聚氨酯胶粘剂概述1.聚氨酯胶粘剂的定义及发展聚氨酯最早是由液态的异氰酸酯和液态聚醚或二醇聚酯缩聚形成的一种聚氨基甲酸酯高分子材料,简称聚氨酯材料。
作为一种弹性体材料,其性能介于塑料和橡胶之间,具有耐油,耐磨,耐低温,耐老化等特点。
经过九十年的发展,聚氨酯材料已制成泡沫塑料、纤维、涂胶、胶粘剂和密封胶等制品,并已广泛应用于家居领域、日化领域、建筑领域、汽车领域和航空航天材料领域。
聚氨酯胶粘剂作为八大合成胶粘剂的重要品种之一,可分为多异氰酸酯和聚氨酯两大类,具有高度的活性与极性。
因此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。
2.水性聚氨酯定义及其分类随着对环保绿色胶粘剂材料的需求日益增大,学者们开始研究水性聚氨酯胶粘剂。
水性聚氨酯胶粘剂的原料种类繁多,配方和制备工艺也各有不同。
根据粒径和用途等,水性聚氨酯胶粘剂可分成多种类别。
根据分散状态,粒径< 0.00 1um为透明聚氨酯水溶液;粒径在0.001至0.1 μm之间的为半透明聚氨酯分散体;粒径> 0.1um为聚脲乳液,具有白色外观。
视疏水性组的性质而定,水性聚氨酯胶粘剂可分为阳离子水性聚氨酯胶粘剂(主链或侧链中存在铵离子或锆离子,在大多数情况下是季铵盐)和阴离子水性聚氨酯粘合剂(可分为羧酸和硫酸)。
双组份聚氨酯胶粘剂动力电池用pack1. 简介动力电池是电动车等电力设备的重要组成部分,而胶粘剂在动力电池的制造过程中起到了关键的作用。
双组份聚氨酯胶粘剂作为一种常用的胶粘剂,在动力电池的PACK组装过程中具有重要的应用价值。
本文将详细介绍双组份聚氨酯胶粘剂在动力电池PACK组装中的应用及其特点。
2. 双组份聚氨酯胶粘剂的特点双组份聚氨酯胶粘剂是由两种基础材料混合而成,分别是聚醚多元醇和异氰酸酯。
其特点如下:•高强度:双组份聚氨酯胶粘剂具有较高的粘接强度,能够确保动力电池PACK的结构牢固,抵御振动和冲击。
•耐热性:胶粘剂在动力电池使用过程中需要承受较高的温度,双组份聚氨酯胶粘剂具有良好的耐热性能,能够在高温环境下保持稳定的粘接性能。
•耐腐蚀性:动力电池PACK中存在电解液等腐蚀性物质,双组份聚氨酯胶粘剂具有良好的耐腐蚀性,能够有效防止胶粘剂与电解液的反应,保护电池组件的安全和稳定性。
•优异的流变性:双组份聚氨酯胶粘剂具有较低的粘度,能够在PACK组装过程中流动性好,便于涂覆和填充。
3. 双组份聚氨酯胶粘剂在动力电池PACK组装中的应用在动力电池PACK组装过程中,双组份聚氨酯胶粘剂具有以下应用:3.1 电池模组固定双组份聚氨酯胶粘剂可以用于固定电池模组,将电池模组牢固地固定在电池包的结构中。
通过胶粘剂的粘接作用,电池模组与电池包之间形成牢固的连接,能够抵御振动和冲击,保证电池组件的稳定性和安全性。
3.2 导电填充双组份聚氨酯胶粘剂可以添加导电填料,用于填充电池组件之间的间隙,提高电池组件的导电性能。
这种填充材料既能保证电池组件之间的紧密接触,又能提供导电路径,减小电阻,提高电池PACK的整体性能。
3.3 密封防护双组份聚氨酯胶粘剂具有良好的密封性能,能够将电池组件进行有效的密封防护。
通过胶粘剂的涂覆和填充,可以防止电解液外泄,防止水分和氧气的进入,保护电池组件免受外界环境的影响,延长电池的使用寿命。
聚氨酯胶粘剂的特点及应用一、特点:1.高强度和耐热性:聚氨酯胶粘剂具有很强的粘接强度,可以在高温环境下保持良好的粘接性能。
2.耐化学腐蚀性:聚氨酯胶粘剂对酸、碱、溶剂等化学物质具有较高的耐腐蚀性,适合用于化工设备、金属结构等要求耐腐蚀的场合。
3.良好的柔韧性:聚氨酯胶粘剂具有良好的柔韧性和弹性,能够适应各种形变和振动环境,不易断裂,使粘接部位具有较好的抗冲击性能。
4.优异的耐疲劳性:聚氨酯胶粘剂具有出色的耐疲劳性能,能够承受多次循环加载而不会出现粘接失效的情况,适合于需要长时间受力的场合。
5.粘接范围广:聚氨酯胶粘剂可粘接多种材料,包括金属、塑料、橡胶、陶瓷等,具有较强的粘接性能。
二、应用领域:1.电子电器领域:聚氨酯胶粘剂广泛应用于电子电器制造领域,如电路板的组装固定、电子器件的封装、电缆与插头的连接等。
2.交通运输领域:聚氨酯胶粘剂可以用于汽车、飞机、火车等交通工具的制造和维修,如车身板金的粘接、航空航天设备的连接等。
3.建筑装饰领域:聚氨酯胶粘剂在建筑装饰领域具有广泛的用途,可以用于金属幕墙的粘接、玻璃幕墙的安装、地板铺设的粘接等。
4.工程机械和重型设备领域:由于聚氨酯胶粘剂具有较高的粘接强度和耐疲劳性,适合于工程机械和重型设备的组装和固定,如挖掘机的履带固定、风电设备的叶片粘接等。
5.包装和制鞋领域:聚氨酯胶粘剂可以用于包装材料的粘接,如纸箱封口胶、胶带、胶合木箱等,还可以用于制鞋行业的鞋底和鞋面的粘接。
总之,聚氨酯胶粘剂具有粘接强度高、耐热、耐化学腐蚀、柔韧性好、耐疲劳性强等特点,并且适用于多种领域的粘接需求。
随着科学技术的进步,聚氨酯胶粘剂的应用领域还将不断扩大和深化。
聚氨酯胶粘剂开题报告聚氨酯胶是一种优质的胶粘剂,具有极佳的粘接性能和广泛的应用领域。
本文旨在通过开题报告分析聚氨酯胶粘剂的研究现状、问题和解决方案,并提出研究的目的、内容和方法。
一、研究现状聚氨酯胶粘剂具有许多优越特性,如强度高、耐热、耐候性好等。
因此,它广泛应用于汽车、建筑、航空航天等领域。
目前,国内外已有很多关于聚氨酯胶粘剂的研究。
其中,国外研究主要集中在胶粘剂的基础性能和应用性能方面,而国内研究则主要关注聚氨酯胶粘剂的合成方法及其应用。
二、存在问题尽管聚氨酯胶粘剂具有优秀的性能,但仍面临一些问题。
首先,聚氨酯胶粘剂存在合成方法复杂、生产成本高的问题,不利于大规模生产和应用。
其次,聚氨酯胶粘剂的使用寿命和粘接强度有待改进。
最后,聚氨酯胶粘剂在特殊环境下的应用性能尚未得到深入研究。
三、解决方案针对聚氨酯胶粘剂存在的问题,本研究拟提出以下解决方案。
首先,通过优化聚氨酯胶粘剂的合成方法,减少原料成本,并提高产品质量和性能稳定性。
其次,通过改进胶粘剂的配方和工艺条件,提高聚氨酯胶粘剂的使用寿命,并增强粘接强度。
最后,研究聚氨酯胶粘剂在高温、低温、潮湿等特殊环境下的应用性能,提出相应的改进措施。
四、研究目的本研究的目的是通过对聚氨酯胶粘剂的研究,改进其合成方法、提高粘接性能和寿命,并拓宽其应用领域。
具体目标如下:1.优化聚氨酯胶粘剂的合成方法,降低生产成本,提高产品质量;2.改进聚氨酯胶粘剂的粘接性能,提高粘接强度和使用寿命;3.研究聚氨酯胶粘剂在特殊环境下的应用性能,改进其适应能力。
五、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面:1.聚氨酯胶粘剂的合成方法优化研究;2.聚氨酯胶粘剂的性能测试和分析;3.聚氨酯胶粘剂的粘接性能研究;4.聚氨酯胶粘剂的特殊环境应用性能研究。
六、研究方法本研究将采用实验方法和理论分析相结合的方式进行。
首先,将优化聚氨酯胶粘剂的合成方法,通过调整反应条件和添加助剂等手段,提高产品的合成效率和质量。
水性聚氨酯胶粘剂的开发与应用研究进展杜郢,代飞,沈千红(江苏工业学院化工系,江苏常州213016) 收稿日期:2007-05-10作者简介:杜郢(1957-),女,高级工程师,从事胶粘剂、特种蜡、切削液及油田化学等研究工作,发表论文30余篇。
摘要:简述了水性聚氨酯胶粘剂的定义,及其在植绒、多种层压制品、复合包装、木材粘接、鞋用以及压敏胶等方面的应用。
介绍了水性聚氨酯胶粘剂的研究现状及多种改性方法的技术特点,如:丙烯酸酯改性、环氧改性、聚硅氧烷改性、纳米材料复合改性等。
指出了水性聚氨酯胶粘剂的发展方向。
关键词:水性聚氨酯;胶粘剂;改性;应用中图分类号:T Q433.4+32;T Q436+.5 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2007)05-0032-04 水性聚氨酯胶粘剂(简称P U 胶)是水性胶粘剂中的重要一类,以其优良的粘接性、突出的耐油、耐冲击、耐磨、耐低温等特性,近年来得到了迅速发展。
1 水性PU 胶的定义及分类水性P U 胶是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂。
其分类方法很多,按外观和粒径可分为3类,即聚氨酯乳液、聚氨酯分散液和聚氨酯水溶液。
实际应用最多的是聚氨酯乳液和分散液[1]。
1.1 聚氨酯乳液聚氨酯乳液是指水分散体中含有乳化剂的聚氨酯分散体系。
可通过外乳化法制得。
其粒径>0.1μm,外观白浊。
由于这种聚氨酯不易溶于水,因此需通过强力搅拌,依靠剪切力和大量乳化剂作用将聚氨酯强制乳化分散于水中。
大多数外乳化聚氨酯乳液的产品粒径粗大,且亲水性小分子乳化剂的残留,会影响固化后聚氨酯胶膜的性能,现在已经逐步向自乳化聚氨酯分散液方向发展。
1.2 聚氨酯分散液通常将不含有乳化剂的聚氨酯分散体叫水性聚氨酯分散体,或聚氨酯分散液,其粒径在0.001~0.1μm,外观半透明,可通过内乳化或自乳化法制得。
采用带有成盐亲水基团的物质与预聚体的—NC O 基团反应生成亲水的聚氨酯盐,这种聚氨酯盐不用加入乳化剂,经搅拌可直接分散于水中得到半透明分散体。
文章标题:探究标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂的特性与应用在当今的包装行业中,标准聚氨酯胶粘剂已经成为了软包装材料中不可或缺的一部分。
特别是在标准聚复合软包装领域,双组份聚氨酯胶粘剂以其优异的性能和多功能性,成为了热封、覆膜等工艺的首选材料。
本文将从深度和广度两个方面探讨标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂的特性与应用,以期为读者带来全面而深入的了解。
一、标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂的特性1. 拉伸性能标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂的首要特性之一在于其出色的拉伸性能。
通过对主体聚合物进行合理的配比和加入特定的增强剂,使得该胶粘剂具有较大的拉伸强度和延展性,能够满足软包装材料在生产、运输和使用过程中的各种需求。
2. 耐高低温性能在实际的软包装使用中,材料往往需要在各种环境条件下进行保护和包装。
标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂因其优良的耐高低温性能,能够保证包装材料在特殊温度条件下的稳定性和可靠性,从而保证产品的质量和安全。
3. 耐化学性能与一些常规的胶粘剂相比,标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂具有更强的耐化学性能。
在包装材料与包装内容物之间的接触过程中,会受到各种化学物质的影响,而该胶粘剂的出色耐化学性能,能够有效地保护包装材料的完整性和稳定性。
二、标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂的应用1. 热封在软包装材料的制备过程中,热封工艺是一个不可或缺的步骤。
标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂以其优异的热封性能,能够确保包装材料在热封过程中的牢固性和密封性,从而保障包装产品的质量。
2. 覆膜双组份聚氨酯胶粘剂在软包装材料的覆膜工艺中发挥着重要作用。
其优异的粘接性能和耐化学性能,能够确保包装材料与覆膜材料之间的牢固粘合,从而保证覆膜效果的稳定和持久。
三、个人观点和理解针对标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂这一主题,我个人认为在软包装领域,该胶粘剂的应用前景广阔。
随着人们对包装质量和环保性能的要求不断提高,标准聚复合软包装用双组份聚氨酯胶粘剂作为一种环保、高效的新型包装材料,将会在未来得到更广泛的应用。
聚氨酯胶粘剂的研究进展合成改性与应用聚氨酯胶粘剂是一种广泛应用于工业生产中的粘合剂,具有优异的粘附性能和机械性能,同时还具有耐化学腐蚀、耐热、耐候性和电绝缘性等优良特性。
随着科学技术的不断发展和进步,人们对聚氨酯胶粘剂的研究不断深入,合成改性技术也不断提升,应用领域也日益拓展。
本文将对聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成改性与应用进行综述。
一、聚氨酯胶粘剂的研究进展1. 合成方法聚氨酯胶粘剂的合成方法主要包括溶液聚合法、乳液聚合法、热固法和辐射固化法等。
溶液聚合法是目前应用最为广泛的一种合成方法,通过二元异氰酸酯与双官能度化合物(如聚醚、聚酯等)反应得到聚氨酯,再将聚氨酯与单官能度原料进行加成反应得到胶粘剂。
2. 结构特征聚氨酯胶粘剂的结构特征主要取决于原料的选择和反应条件的控制。
通常情况下,聚氨酯胶粘剂具有交联结构,即聚氨酯分子链之间存在交联点,这种交联结构决定了聚氨酯胶粘剂的机械性能和耐化学性能。
3. 性能改进近年来,随着聚氨酯胶粘剂的研究深入,人们通过改变原料配方、引入新的功能单体和采用新的合成方法等手段,不断提升聚氨酯胶粘剂的性能,使其在粘接强度、耐热性、耐老化性和电绝缘性等方面有了显著改进。
二、聚氨酯胶粘剂的合成改性1. 功能单体的引入在聚氨酯胶粘剂的合成过程中,引入具有特定功能基团的单体可以有效改善胶粘剂的性能。
引入含硅单体可以提高胶粘剂的耐热性和耐老化性,引入含氟单体可以提高胶粘剂的耐化学腐蚀性能。
2. 交联剂的选择聚氨酯胶粘剂的交联剂对其性能也有着重要影响。
合适的交联剂可以提高胶粘剂的强度和硬度,改善其耐热性和耐溶剂性能。
常用的交联剂包括异氰酸酯、聚醚二元醇、聚醚多元醇等。
3. 分子量控制分子量是影响聚氨酯胶粘剂性能的重要因素之一。
合适的分子量可以提高胶粘剂的粘接强度和柔韧性,同时还能影响胶粘剂的固化速度和成膜性能。
三、聚氨酯胶粘剂的应用1. 汽车制造聚氨酯胶粘剂在汽车制造中有着广泛的应用,主要用于车身板件、玻璃钢制品和橡胶制品等的粘接。
聚氨酯丙烯酸酯的黏弹性能及其应用研究聚氨酯丙烯酸酯,是目前比较热门的一种材料。
它具有黏弹性能,即具有一定的粘性和弹性,能够适应温度和湿度等环境变化,常常被用于制作各种密封材料、胶粘剂、弹性体等。
本文将深入探究聚氨酯丙烯酸酯的黏弹性能以及其应用研究,以期为相关领域的研究人员提供一定的参考价值。
一、聚氨酯丙烯酸酯的黏弹性能黏弹性能是聚合物材料的重要性能之一,它表征了聚合物在外力作用下的变形性能。
聚氨酯丙烯酸酯作为一种高分子材料,其黏弹性能表现在以下几个方面:1. 拉伸弹性模量拉伸弹性模量是指材料在拉伸过程中所表现出的抵抗变形能力。
聚氨酯丙烯酸酯的拉伸弹性模量一般在10-30 MPa之间,具有较好的弹性恢复能力。
2. 压缩弹性模量压缩弹性模量是指材料在受到压缩力时所表现出的抵抗变形能力。
聚氨酯丙烯酸酯的压缩弹性模量一般比拉伸弹性模量略高,为20-50 MPa。
3. 黏度黏度是指材料在流动时所表现出的粘性特性。
聚氨酯丙烯酸酯的黏度一般在500-5000 mPa·s之间,具有较好的流动性和涂覆性。
4. 剪切模量剪切模量是指材料在剪切力作用下所表现出的抵抗变形能力。
聚氨酯丙烯酸酯的剪切模量较小,一般在1-10 MPa之间。
综上所述,聚氨酯丙烯酸酯具有较好的黏弹性能,能够适应不同的环境变化和应力状态。
二、聚氨酯丙烯酸酯在密封材料中的应用由于聚氨酯丙烯酸酯具有较好的黏弹性能,常被用作密封材料。
密封材料是指用于封闭和隔离空气、水和灰尘等外部因素的材料,广泛应用于汽车、建筑、航空航天等领域。
聚氨酯丙烯酸酯作为密封材料,具有以下优点:1. 耐油性能好聚氨酯丙烯酸酯具有较好的耐油性能,能够适应机械设备中的润滑油和油品,不会因为长时间接触而出现硬化和脆化的现象。
2. 耐候性能好聚氨酯丙烯酸酯的黏弹性能能够适应不同的温度和湿度环境,具有较好的耐候性能。
即使在极端环境下,其性能也不会明显下降。
3. 粘附性能好聚氨酯丙烯酸酯的粘附性能较好,在与其他材料接触时,能够形成牢固的黏合,具有较高的密闭性和抗拉强度。
聚氨酯胶粘剂的应用研究刘晓旺(天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津 300457)摘要::简述了聚氨酯胶粘剂的发展状况、粘结特性,以及其存在的不足之处和相应的改性研究。
对其在包装业、建筑业、汽车制造、木材粘结、书籍装订、印刷业等方面的应用进行了详细介绍。
指出新型高性能、可生物降解的环保聚氨酯胶粘剂是今后研究的重要方向。
关键词:聚氨酯;胶粘剂;应用Abstract:The development of polyurethane adhesive and its properties were introduced.The disadvantages of polyurethane adhesive and its improvement research were also reviewed.Th e polyurethane adhesive can be widely used in packaging,construction business,automobile,printing and others fields.It was suggested that farther study should be focused on the high performance,biodegradable,environmental friendly polyurethane adhesive.Key words:polyurethane;adhesive;application聚氨酯胶粘剂(Polyurethane Adhesive)是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(一NHCO0一)或异氰酸酯基(一NCO)的胶粘剂[1]。
其具有胶膜坚韧,耐冲击,挠曲性好,剥离强度高,有很好的耐超低温性,耐油和耐磨性等特点[2]。
作为一种环保型胶粘剂[3],已进入工业、农业、交通、医学、国防和日常生活各个领域,在国民经济中发挥愈来愈大的作用。
聚氨酯胶粘剂由于性能优越,在国民经济中得到广泛应用,是八大合成胶粘剂的重要品种之一。
近年来,在国内外成为发展最快的胶粘剂[4]。
1. 国内聚氨酯胶粘剂发展概况我国聚氨酯胶粘剂起步于20世纪60年代,目前我国聚氨酯胶粘剂的生产企业约有400多家,其中约有20多家规模较大的企业分布在广东、福建、浙江等东南沿海地区。
据聚氨酯行业协会统计,我国大陆胶粘剂2004年总销售量约379万吨,反应型聚氨酯胶粘剂(包括密封胶)约为20.5万吨,分别比上年增加13.1%和13.9%[5]。
我国聚氨酯胶粘剂的用量虽有相当规模,人均消费却比国外少得多,应用面仍然小,多为中低档型,大宗聚氨酯胶粘剂溶剂含量高,固化剂、预聚物等游离异氰酸酯含量也高。
特别是水性、热熔、反应热熔型等环保型高性能聚氨酯胶粘剂及100% 液体结构型聚氨酯胶粘剂等,现在还未达到规模产业化阶段,应用量也比国外少得多。
聚氨酯胶粘剂发展的突出特点是适应环保、工业卫生、资源等政策法规的要求,进行了产业结构的调整,努力降低有机溶剂型产品的比重。
研制开发反应热熔型、水分散型和无溶剂型产品和技术。
但是溶剂型胶粘剂有其独特之处,因此在短期内不可能全部取消。
解决的办法是选用低毒溶剂,提高固含量及密闭通风操作,并进行溶剂回收等。
由于汽车工业的发展要求汽车构件轻量化,因此大量采用塑料零部件,特别是高强度的FRP(玻璃纤维增强塑料)和SMC(片状模塑材料),而塑料零部件需用聚氨酯结构胶和密封胶进行粘接装配。
在建筑行业中,由于聚氨酯密封胶对各种建筑材料都具有良好的粘接性,且价格比有机硅与聚硫密封胶便宜,因此从90年代开始,聚氨酯密封胶超过有机硅与聚硫密封胶而占据主导地位[5]。
为了适应自动化装配线的要求,胶粘剂的固化速度必须大幅度提高。
通过近年来的努力,开发了一些新的胶种,如快速反应性聚氨酯胶、辐射或紫外固化胶及反应热熔胶等,可使聚氨酯胶粘剂的固化速度成倍加快。
同时还注重施胶工艺和工具方面的开发。
引进胶种的国产化,对现有品种的质量改进。
2. 聚氨酯胶粘剂的特性2.1 粘结力强。
适用范围广由于聚氨酯胶粘剂的分子链中一NCO可以和多种含活泼氢的官能团反应,形成界面化学键结合[6]。
因此,对多种材料具有极强的粘附性能。
不仅可以粘结多孔性的材料,如泡沫塑料、陶瓷、木材、织物等,而且可以粘接多种金属、无机材料、塑料、橡胶和皮革等,是一种适用范围很广的胶粘剂。
2.2 突出的耐低温性能在极低的温度下,一般的高分子材料都转化为玻璃态而变脆,而聚氨酯胶粘剂即使在一250℃以下仍能保持较高的剥离强度,同时其剪切强度随着温度的降低反而大幅度上升[7]。
2.3 缺点与改进聚氨酯胶粘剂中游离异氰酸酯单体具有较大的毒性。
可采用端羟基多元环氧化合物与端异氰酸酯基聚氨酯预聚物制得环氧基聚氨酯,再与多胺化合物配制成聚氨酯胶粘剂,该胶粘剂兼具环氧树脂和聚氨酯的优异性能,而且几乎不含游离异氰酸酯单体,固体份含量高[8]。
聚氨酯胶粘剂正朝着水性和无溶剂的环保绿色胶粘剂方向发展[9]。
聚氨酯胶粘剂在室温下通常固化较慢,完全固化有时长达数天。
如采用多组分复配可以明显缩短室温固化时间,更方便适用[10]。
聚氨酯胶粘剂耐高温性能远不如其耐低温性能,如用在食品包装复合薄膜中,则需要其具有耐蒸煮性[11]。
引人纳米粒子,可显著提高其耐热性、拉伸强度、抗剪强度、剥离强度等,但加入的纳米材料要适当,过多时可能会破坏部分大分子中的硬段的有序排列而使力学性能下降[12]。
3. 聚氨酯胶粘剂的应用研究3.1 汽车用聚氯脂胶粘剂新型汽车结构中引入大量的轻质金属、复合材料和塑料,造成汽车用胶粘剂和密封胶持续增长[13]。
在汽车上应用最为广泛的聚氨酯胶粘剂主要有装配挡风玻璃用单组分湿固化聚氨酯密封胶;粘接玻璃纤维增强塑料和片状模塑复合材料的结构胶粘剂、内装件用双组分聚氨酯胶粘剂及水性聚氨酯胶等。
汽车内饰件也是胶粘剂用量增长的一个领域。
在过去相当长的一段时间内,我国汽车制造业一直从国外进口聚氨酯挡风玻璃胶,直到。
八五期间,研制开发这种胶才被列入国家重点科技攻关项目[14]。
汽车上应用广泛的水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂。
大多数水性聚氨酯是线性热塑性聚氨酯,由于其涂膜没有交联,分子质量较低,因而耐水性、耐溶剂性、胶膜强度等性能还较差,必须对其进行改性,以提高其性能。
聚酯和丙烯酸的杂和分散体与脲二酮和异氰脲酸酯配合,制备的汽车修补清漆,不需要高速搅拌设备,容易混合在一起,具有良好的粘附性能。
李志岩等人研制成一种汽车内饰件用双组分聚氨酯粘合剂,完全可以满足高档轿车内顶蓬自动化流水线生产要求。
3.2 木材用聚氯脂胶粘剂随着世界性森林资源急居U减少和我国天然林资源保护工程的实施,小木材拼大板就要求胶粘剂粘接强度和耐久耐候等性能优于木材本身。
胶粘剂用量的多少,已成为衡量木材工业技术发展水平的标志[15]。
过去人们用的木材胶粘剂多为以甲醛为主要原料的脲醛树脂,酚醛树脂和三聚氰氨甲醛树脂,但由于游离的甲醛存在,产品使用期间会逐渐向周围散发甲醛气体,造成环境污染。
木材加工行业已开始将目光投向新型的环保胶粘剂—聚氨酯胶,以期减少对环境的污染。
木工行业使用的单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂是液态的,在室温下使用。
通常其粘接强度高、柔韧性和耐水性好,并能和许多非木基材(如纺织纤维、金属、塑料、橡胶等)粘接。
单组分聚氨酯胶粘剂在测试中所表现出的干、湿强度均要好于酚醛胶粘剂。
粘接前,在粘接基材表面涂布羟甲基间苯二酚(HMR)偶合剂可以提高粘接强度,HMR可以加强所有热固型木材胶粘剂的粘接强度。
当木材表面预涂HMR偶合剂时,单组分聚氨酯胶粘剂的强度和耐久性可以满足大部分严格的测试要求。
3.3 鞋用聚氨脂胶粘剂我国是一个制鞋大国,鞋用胶粘剂的发展经历3代后,随着全球性环保意识的提高,以及石油危机的加剧,促使第4代环保无溶剂型和水基型鞋用粘胶剂的出现。
近年来,水性聚氨酯的制备工艺已日趋成熟。
对于一些低极性鞋材如sBs等材质的粘接,聚氨酯胶粘剂的剥离强度达不到要求。
通过添加增粘树脂等进行改性,可开发出具有结晶度高、结晶速度快、内聚强度大和剥离强度较理想的聚氨酯鞋用胶粘剂 J。
吉明公司的科研人员从聚氨酯的结构特征、各种力学性能和功能性等方面进行深入研究,已开发出具有这种特点的聚氨酯胶粘剂。
另外,美国Norcross安全产品公司首次采用聚氨酯通过反应注射模塑制成的靴子,其帮面与外底结合在一起,这种一步成型工艺生产的靴子使用寿命是其它材料制成的靴子的3倍[16]。
3.4 包装用聚氯脂胶粘剂软包装又称软罐头,以其轻质方便、保鲜期长、卫生、易贮存运输、易拆开、垃圾量少及货架效应良好等独特的综合性能,现已超过硬包装如塑料、玻璃瓶和罐等。
聚氨酯胶粘剂由于其优异的性能,可将不同性质的薄膜材料粘接在一起得到耐寒、耐油、耐药品、透明、耐磨等各种性能的软包装用复合薄膜。
目前在国内外市场中,聚氨酯胶粘剂已经成为软包装用复合薄膜加工的主要胶粘剂。
在国内胶粘剂市场中,包装用复合薄膜制造业中,聚氨酯胶粘剂用量仅次于制鞋业而居第二位[17]。
用于包装的聚氨酯胶粘剂品种繁多,如水基聚氨酯胶粘剂、热熔型聚氨酯胶粘剂、溶剂型聚氨酯胶粘剂、无溶剂型聚氨酯胶粘剂’。
其中常用的聚氨酯热熔胶又可分为2类:(1)热塑性聚氨酯弹性体热熔胶;(2)反应型热熔胶。
热塑性热熔胶的主要缺点是粘度较高,故对涂布表观质量的影响较大。
反应型聚氨酯热熔胶粘剂是在传统热熔胶基础上发展起来的一类新型胶粘剂,它不仅有传统热熔胶初粘性好和后固化性能优的特点,又具有聚氨酯的组成结构多变和性能调节范围大的优点,对多种基材具有优良的粘接性能。
另外,在包装用水性聚氨酯胶方面,由于乳化剂的使用或分子中亲水性离子基团的引入,使其耐水性降低。
加,近年来,对提高其耐水性的研究已成为热点。
同时由于水的热容较大,故如何提高其固含量从而提高其干燥速度,也是目前亟待解决的问题之一。
3.5 建筑用聚氯脂胶粘剂聚氨酯胶粘剂除具有无毒、无污染、使用方便等优点,还具有其它胶粘剂无法比拟的优点,即优良的耐低温、耐溶剂、耐老化、耐臭氧及耐细菌性能,在建筑铺装材料的应用中发挥着重要作用[18]。
广泛应用于弹性橡胶地垫、硬质橡胶地砖和铺设塑胶跑道运动场中。
新型双组分聚氨酯胶粘剂突破传统胶粘剂剪切强度与剥离强度的矛盾,可使两者同时达到较高使用强度,在建筑用钢板的粘接中体现出优异的性能,粘接牢固且不易产生形变,而且室温可调固化速度,使该聚氨酯胶在使用上方便易行,应用广泛。
聚氨酯胶粘剂在建筑用PVC材料粘接,夹心板生产以及建筑防水涂料中都得到广泛使用。
3.6 油墨用聚氨脂粘接剂水性油墨被列为环境友好型印刷首选。