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水性樹脂之聚氨酯膠粘劑四種不同性能的配方設計

2019-04-11

  核心提示:膠粘劑的設計是以獲得最終使用性能為目的,對聚氨酯膠粘劑進行配方設計,要考慮到所制成的膠粘劑的施工性(可操作性)固化條

  膠粘劑的設計是以獲得最終使用性能為目的,對聚氨酯膠粘劑進行配方設計,要考慮到所制成的膠粘劑的施工性(可操作性)固化條件及粘接強度耐熱性耐化學品性耐久性等性能要求

  聚氨酯由于其原料品種及組成的多樣性,因而可合成各種各樣性能的高分子材料例如從其本體材料(即不含溶劑)的外觀性嚴主講,可得到由柔軟至堅硬的彈性體泡沫材料聚氨酯從其本體性質(或者說其固化物)而言,基本上屆彈性體性質,它的一些物理化學性質如粘接強度機械性能耐久性耐低溫性耐藥品性,主要取決于所生成的聚氨酯固化物的化學結構所以,要對聚氨酯膠粘劑進行配方設計,首先要進行分子設計,即從化學結構及組成對性能的影響來認識有關聚氨酯原料品種及化學結構與性能的關系

  聚氨酯膠粘劑配方中一般用到三類原料:一類為NCO類原料(即二異氰酸酯或其改性物多異氰酸酯),一類為oH類原料(即含羥基的低聚物多元醇擴鏈劑等,廣義地說,是含活性氫的化合物,故也包括多元胺水等),另有一類為溶劑和催化劑等添加劑從原料的角度對聚氨酯膠粘劑進行配方設計,其方法有下述兩種

  最簡單的聚氨酯膠粘劑配制法是0H類原料和NCO類原料(或及添加劑)簡單地混合直接使用這種方法在聚氨酯膠粘劑配方設計中不常采用,原因是大多數低聚物多元醇分子量較低(通常聚醚 Mr6000,聚酯Mr3000),因而所配制的膠粘劑組合物粘度小初粘力小有時即使添加催化劑,固化速度仍較慢,并且固化物強度低, 實用價值不大并且未改性的TDI蒸氣壓較高,氣味大揮發毒性大,而MDI常溫下為固態,使用不方便,只有少數幾種商品化多異氰酸酯如PAPlDesmodur RDesmodur RFCoronate L等可用作異氰酸酯原料

  不過,有幾種情況可用上述方法配成聚氨酯膠粘劑例如:(1)由高分子量聚酯(Mr5000-50000)的有機溶液與多異氰酸酯溶液(如Coronate L)組成的雙組分聚氨酯膠粘劑,可用于復合層壓薄膜等用途,性能較好這是因為其主成分高分子量聚酯本身就有較高的初始粘接力,組成的膠粘劑內聚強度大;(2)由聚醚(或聚酯)或及水多異氰酸酯催化劑等配成的組合物,作為發泡型聚氨酯膠粘劑粘合劑,用于保溫材料等的粘接制造等,有一定的實用價值

  如上所述,由于大多數低聚物多元醇的分子量較低,并且TDI揮發毒性大,MDI常溫下為固態,直接配成膠一般性能較差,故為了提高膠粘劑的初始粘度縮短產生一定粘接強度所需的時間,通常把聚醚或聚酯多元醇與TDI或MDI單體反應,制成端NCO基或OH基的氨基甲酸酯預聚物,作為NCO成分或OH成分使用

  單組分聚氨酯膠粘劑的優點是可直接使用,無雙組分膠粘劑使用前需調膠之麻煩單組分聚氨酯膠粘劑主要有下述兩種類型

  (1)以一NCO為端基的聚氨酯預聚物為主體的濕固化聚氨酯膠粘劑,合成反應利用空氣中微量水分及基材表面微量吸附水而固化,還可與基材表面活性氫基團反應形成牢固的化學鍵這種類型的聚氨酯膠一般為無溶劑型,由于為了便于施膠,粘度不能太大,單組分濕固化聚氨酯膠粘劑多為聚醚型,即主要的含一OH原料為聚醚多元醇此類膠中游離NCO含量究竟以何程度為宜,應根據膠的粘度(影響可操作性)涂膠方式涂膠厚度及被粘物類型等而定,并要考慮膠的貯存穩定性 (2)以熱塑性聚氨酯彈性體為基礎的單組分溶劑型聚氨酯膠粘劑,主成分為高分子量端OH基線型聚氨酯,羥基數很小,當溶劑開始揮發時膠的粘度迅速增加,產生初粘力當溶劑基本上完全揮發后,就產生了足夠的粘接力,經過室溫放置,多數該類型聚氨酯彈性體中鏈段結晶,可進一步提高粘接強度這種類型的單組分聚氨酯膠一般以結晶性聚酯作為聚氨酯的主要原料

  單組分聚氨酯膠另外還有聚氨酯熱熔膠單組分水性聚氨酯膠粘劑等類型

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