第一節(jié)  聚氨酯膠粘劑的簡介

聚氨酯膠粘劑(PU膠粘劑)是分子鏈中含有氨基甲酸酯基(-NHCOO-)或異氰酸酯基(-NCO)的膠粘劑，由異氰酸酯和含羥基化合物如聚酯、聚醚、蓖麻油或其他多元醇反應(yīng)得到。（可行性 研究 ）

第二節(jié) 聚氨酯膠粘劑的發(fā)展現(xiàn)狀

聚氨酯膠粘劑(PU膠粘劑)是分子鏈中含有氨基甲酸酯基(-NHCOO-)或異氰酸酯基(-NCO)的膠粘劑，由異氰酸酯和含羥基化合物如聚酯、聚醚、蓖麻油或其他多元醇反應(yīng)得到。它的性能優(yōu)異，具有分子可設(shè)計性強、物性廣泛、粘接適用范圍廣等特點，是合成膠粘劑中的重要品種之一。雙組分聚氨酯膠粘劑是PU中品種最多、用量最大、用途最廣的產(chǎn)品。該產(chǎn)品兩個組分分別包裝，易貯存，性能可調(diào)，具有粘合強度高、適用范圍廣、耐候性好等特點，在應(yīng)用領(lǐng)域顯示出獨特的優(yōu)勢。

第三節(jié) 聚氨酯膠粘劑的特點

聚氨酯膠粘劑主要分為多異氰酸酯和聚氨酯兩大類，按使用方式來分聚氨酯膠粘劑可分為單組分和雙組分兩種。異氰酸酯基和氨酯基的極性、化學(xué)活性都很強，因此對多孔材料(皮革、泡沫等)和表面光潔的材料(玻璃、金屬等)有著良好的化學(xué)粘結(jié)力。而且聚氨酯膠粘劑具有柔韌性好、耐震動性優(yōu)良、耐沖擊、耐磨、粘結(jié)強度大等優(yōu)點，用途越來越廣泛。雙組分聚氨酯膠粘劑按有無溶劑可分為溶劑型和無溶劑型兩大類。溶劑型聚氨酯膠粘劑技術(shù)成熟，但有機溶劑的揮發(fā)，不但浪費資源，還會威脅環(huán)境和生產(chǎn)安全。

無溶劑型聚氨酯膠粘劑具有明顯的優(yōu)點： 第一、無溶劑揮發(fā)、使用完全； 第二、無需烘道除去溶劑，屬于節(jié)能減排技術(shù)； 第三、生產(chǎn)效率高，適用于自動化生產(chǎn)線。無溶劑型雙組分聚氨酯(PU)膠粘劑具有粘接效果好、軟硬可調(diào)、儲存穩(wěn)定和無溶劑揮發(fā)等優(yōu)點，是PU膠粘劑 行業(yè) 的重要 研究 方向。由于制備PU膠粘劑的主要原料之一的異氰酸酯對水分特別敏感，所以制備過程中需要對原料進行真空干燥，氮氣保護，這無疑增加了膠粘劑的生產(chǎn)成本。另外，預(yù)聚體制備過程中出現(xiàn)的氣泡問題也是困擾生產(chǎn)的一個重要問題。異氰酸酯與活潑氫化合物的反應(yīng)是PU膠粘劑制備及固化過程中所發(fā)生的主要反應(yīng)，是PU膠粘劑最重要的反應(yīng)機理。異氰酸酯與水反應(yīng)產(chǎn)生CO是氣泡的主要來源。

第四節(jié) 聚氨酯膠粘劑的種類

雙組分聚氨酯膠粘劑通常由甲、乙兩個組分組成。使用前按一定的比例配制即可。甲組分(主劑)為含活潑氫組分，乙組分(固化劑)為含-NCO基團的聚氨酯預(yù)聚體組分。雙組分聚氨酯膠粘劑屬反應(yīng)性膠粘劑，兩組分混合發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化粘接。通?？墒覝毓袒部梢约訜峁袒?，其最終粘合強度比單組分膠粘劑大，可以滿足結(jié)構(gòu)膠粘劑的要求。制備時，可調(diào)節(jié)兩組分的原料和分子量，使之在室溫下有合適的粘度，可制成高固含量或無溶劑雙組分膠粘劑。兩組分的用量一般存在一定容忍度。由于雙組分聚氨酯膠粘劑具有性能可調(diào)節(jié)性、粘合強度大、粘接范圍廣等優(yōu)點，已成為聚氨酯膠粘劑中品種最多、產(chǎn)量最大的產(chǎn)品。雙組分無溶劑型聚氨酯膠粘劑一般為低分子質(zhì)量的多元醇和多異氰酸酯，或端NCO預(yù)聚物和多元醇或多元胺。其柔韌性、可吸收應(yīng)力、對基材粘接性能等方面都優(yōu)于環(huán)氧膠粘劑。3.1聚合物多元醇

3.1聚合物多元醇

聚氨酯材料的性能很大程度取決于軟硬段的相結(jié)構(gòu)及微相分離程度，聚醚類聚氨酯由于主鏈上具有許多醚鍵，其柔順性和耐水性優(yōu)于聚酯類聚氨酯。本選用官能度高、物質(zhì)的量較低的聚醚多元醇，目的是加快體系反應(yīng)速率，使膠料成膠后的硬度和強度提高，改善膠的韌性及耐熱性。聚醚多元醇是分子主鏈上含有醚鍵、端基帶有羥基的聚合物，因分子結(jié)構(gòu)中的醚鍵內(nèi)聚能較低，并易于旋轉(zhuǎn)，所以由它合成的聚醚型聚氨酯膠粘劑的耐低溫性、耐水解性及柔韌性等均較優(yōu)，但其力學(xué)性能不如聚酯型聚氨酯。在聚氨酯膠粘劑中最常用的聚醚多元醇的主要品種有PEG、PPG和PTMG等。3.2多異氰酸酯

3.2多異氰酸酯

常用的芳香族二異氰酸酯有TDI、MDI、NDI和PPDI，脂肪族二異氰酸酯有HDI、IPDI和CHDI，一般芳香族異氰酸酯耐熱性能要好于脂肪族的異氰酸酯。TDI制得的PU制品耐溫性能較一般，MDI采用碳化二亞胺改性，用改性MDI制得的PU其耐熱性、耐水性和阻燃性均得到改善。NDI制得的PU其耐熱性比MDI要好，但國內(nèi)無生產(chǎn)，且價格比MDI貴。PPDI制得的PU耐熱性最好，其它的力學(xué)機械性能也是最好的，但價格也是其中最貴的。由于MDI、NDI和PPDI的價格都比較昂貴，且不易購得，所以本次實驗選用的二異氰酸酯為TDI。3.3擴鏈交聯(lián)劑

3.3擴鏈交聯(lián)劑

常用的擴鏈交聯(lián)劑有小分子多元醇和胺，與–NCO端基反應(yīng)生成氨基甲酸酯或脲基起到擴鏈作用的稱之為擴鏈劑；在分子鏈之間搭橋，產(chǎn)生交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的稱之為交聯(lián)劑或硫化劑。小分子二元醇為擴鏈劑，二胺、醇胺和3個羥基以上的多元醇為交聯(lián)劑。常用的擴鏈交聯(lián)劑為MOCA、MDA和丙三醇等多元醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺及三異丙醇胺等。3.4催化劑

3.4催化劑

聚氨酯反應(yīng)常用的催化劑有：有機叔胺類(如三乙胺)和金屬有機化合物類(如辛酸亞錫、辛酸鉛、二月桂酸二丁錫等)。有機叔胺類催化劑能促進異氰酸酯與水反應(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。3.5添加劑

3.5添加劑

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。填料用于補強、增稠、阻燃，降低成本等，一般為鈦白粉、碳酸鈣等。

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