前言雙組分聚氨酯膠粘劑通常是由含有NCO的異氰酸酯組分(固化劑)和含有羥基的羥基組分(主劑)組成。在使用時將兩(liang) 種液態組分按照一定比例混合,利用NCO和OH反應生成固體(ti) 聚氨酯,進而再利用聚氨酯的極性基團...
前言
雙組分通常是由含有NCO的異氰酸酯組分(固化劑)和含有羥基的羥基組分(主劑)組成。在使用時將兩(liang) 種液態組分按照一定比例混合,利用NCO和OH反應生成固體(ti) 聚氨酯,進而再利用聚氨酯的極性基團與(yu) 基材表麵形成氫鍵等鍵合作用,從(cong) 而起到粘接的作用。
雙組分聚氨酯膠粘劑問世較早,發展始於(yu) 20世紀50年代,拜耳公司首先開發了Desmoders係列二異氰酸酯和Desmophens係列低分子量端羥基聚酯多元醇,將兩(liang) 者按照一定比例配置,可得到Polystal係列的雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑,為(wei) 日後雙組分聚氨酯膠粘劑的工業(ye) 發展奠定了基礎。
雙組分聚氨酯膠粘劑屬於(yu) 反應性膠粘劑,兩(liang) 組份在混合時發生交聯反應而固化粘接。通常可在室溫下發生固化,也可加熱進行固化,其終粘合強度一般比單組份聚氨酯膠粘劑大,可以滿足結構膠粘劑的要求。此外,雙組分聚氨酯的兩(liang) 組分用量可在一定範圍內(nei) 進行調節,配方靈活,通過調節兩(liang) 組分的原料和分子量,能夠得到性能各異的產(chan) 品,可用於(yu) 塑料、薄膜、金屬、木材、玻璃等材料的粘接,粘結範圍廣。
根據有無溶劑可將雙組分聚氨酯膠粘劑分為(wei) 溶劑型和無溶劑型。
溶劑型雙組分膠粘劑雖然對基材的浸潤性好、粘結強度大、滲透性強,但不利於(yu) 環保和健康。
無溶劑型雙組分膠粘劑不含溶劑,不會(hui) 造成由於(yu) 溶劑揮發產(chan) 生的汙染、操作安全。具有比較好的發展前景。無溶劑型雙組分聚氨酯的主劑和固化劑在室溫下粘度較高,但仍具有流動性,使用時將兩(liang) 者按比例混合,升溫至50-60℃,使其粘度降低,因為(wei) 它本身不含溶劑,所以不需要經加熱幹燥這一工序就可直接塗覆在基材上。
組成
雙組分聚氨酯膠主要由兩(liang) 種組分組成,在習(xi) 慣上把多異氰酸酯組分稱為(wei) 甲組分或A組分,把羥基組分稱為(wei) 乙組分或B組分。實際上,甲組分(A組分)也可以是羥基組分,乙組分(B組分)可以為(wei) 多異氰酸酯組分。A組分(多異氰酸酯組分)主要由多異氰酸酯、小分子擴鏈交聯劑、助劑、填料組成,B組分(羥基組分)主要由多元醇或多元醇與(yu) 異氰酸酯反應生成的端羥基聚合物、小分子擴鏈交聯劑、催化劑、助劑、填料組成。
原料
作用
常用
多異氰酸酯
參與(yu) 固化反應
PAPI、MDI、TDI、HDI縮二脲、TDI-TMP加成物、HDI三聚體(ti) 以及預聚體(ti) 多異氰酸酯
多元醇
參與(yu) 固化反應
聚醚多元醇、聚酯多元醇、蓖麻油及其衍生物等
小分子擴鏈劑
與(yu) 端NCO基團反應生成氨基甲酸酯或脲基起到擴鏈作用
乙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇、己二醇等
交聯劑
產(chan) 生交聯形成三維網狀結構
三羥甲基丙烷、甘油、三乙醇胺等
催化劑
加快反應速率
三乙烯二胺、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞(ya) 錫、異辛酸鉍、異辛酸鋅等
助劑
增加附加性能
增塑劑、光穩定劑、抗氧劑、著色劑、阻燃劑、除水劑等
填料
降低成本,改善硬度或其他性能
滑石粉、鈦白粉、二氧化矽、分子篩粉末等
應用
雙組分聚氨酯膠粘劑具有良好的機械性能、附著力,耐化學藥品性,性能可調節、粘合強度大、粘結範圍廣等優(you) 點, 廣泛應用於(yu) 金屬、塑料、包裝材料、絕緣材料等基材的粘接。從(cong) 應用上分類,可將其分為(wei) 通用型雙組分聚氨酯膠粘劑、複合薄膜用雙組分膠粘劑、鞋用雙組分膠粘劑、雙組分聚氨酯密封膠、雙組分聚氨酯結構膠等。
通用型雙組分聚氨酯膠粘劑
通常將早期開發應用的一類溶劑型雙組分聚氨酯膠粘劑稱作“雙組分聚氨酯膠粘劑”。這類膠粘劑的主要特點是:以聚己二酸乙二醇酯二醇和二異氰酸酯為(wei) 主要原料製得的端羥基聚氨酯有機溶液為(wei) 主劑,以三羥甲基丙烷-二異氰酸酯加成物的有機溶液作為(wei) 固化劑。這類膠粘劑膠膜強韌、耐衝(chong) 擊、耐水、耐油、耐低溫性好。廣泛應用於(yu) 金屬和非金屬材料的粘接,也可用於(yu) 一般包裝材料、裝飾材料的複合。
複合薄膜用雙組分聚氨酯膠粘劑
複合薄膜用雙組分聚氨酯膠粘劑的主劑成分一般為(wei) 己二酸類聚酯聚氨酯多元醇、共聚酯型聚氨酯多元醇(異氰酸酯改性的共聚酯型多元醇)或芳香族聚酯多元醇。固化劑一般是TMP-TDI加成物。這類膠粘劑的溶劑一般為(wei) ,固含量較低。主要用於(yu) 包裝幹燥食品。高性能複合薄膜用膠粘劑配方中可能含有增強粘結力的主劑。使用時將兩(liang) 組分按一定比例混合,再用溶劑稀釋到一定濃度,進行塗覆。
鞋用雙組分聚氨酯膠粘劑
鞋用聚氨酯膠粘劑以溶劑型雙組分聚氨酯膠粘劑為(wei) 主,這種膠粘劑的主劑是熱塑性聚氨酯的溶液,特點是高粘度、低固含量,溶劑揮發後很快結晶固化,高初粘力,適用於(yu) 鞋材冷粘工藝。鞋用雙組分聚氨酯膠粘劑的製備重點在於(yu) 主劑的合成,主劑主要成分是結晶性聚酯二醇和MDI製得的粘結型TPU。固化劑組分通常是多異氰酸酯類的交聯劑。主劑組分常用的溶劑一般為(wei) 、、甲乙酮等,通常使用混合溶劑。
雙組分聚氨酯密封膠
雙組分聚氨酯的主劑通常是由聚醚多元醇和多異氰酸酯反應得到的端NCO預聚體(ti) ;固化劑由聚醚多元醇、多元胺等活性氫化合物、填料、觸變劑、抗氧劑、催化劑等組成。另有少量雙組分聚氨酯密封膠是以羥基組分(或聚醚填料混合物或端羥基預聚體(ti) )為(wei) 主劑,多異氰酸酯為(wei) 固化劑。具有固化速率快、耐化學性好、成本低的優(you) 點,在建築和道路工程領域擁有廣泛的市場。