【聚氨酯膠粘劑】聚氨酯粘合劑配方有哪些 聚氨酯粘合劑原理

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱(chēng)。由二元或多元異氰酸酯與二元或多元羥基化合物作用而成的高分子化合物總稱(chēng)。根據(jù)所用原料的不同，可制得不同性質(zhì)，不同用途的產(chǎn)品。聚氨酯粘合劑是其中的一種，具有在室溫下即能固化，-起始粘力高，有比較好的抗沖擊性能，剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度，耐冷水，耐油，耐稀酸。用途廣泛，可以粘合非金屬與非金屬，非金屬與金屬，金屬與金屬，粘結(jié)力十分牢固。

聚氨酯粘合劑原理

無(wú)論哪種聚氨酯膠粘劑，都是體系中的異氰酸酯基團(tuán)與體系內(nèi)或者體系外含活潑氫的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成聚氨酯基團(tuán)或者聚脲，從而使得體系強(qiáng)度大大提高而實(shí)現(xiàn)粘接的目的。

聚氨酯粘合劑的分類(lèi)和應(yīng)用

聚氨酯膠粘劑是目前正在迅猛發(fā)展的聚氨酯樹(shù)脂中的一個(gè)重要組成部分，具有優(yōu)異的性能，在許多方面都得到了廣泛的應(yīng)用，是八大合成膠粘劑中的重要品種之一。

聚氨酯膠粘劑具備優(yōu)異的抗剪切強(qiáng)度和抗沖擊特性，適用于各種結(jié)構(gòu)性粘合領(lǐng)域，并具備優(yōu)異的柔韌特性。

聚氨酯膠粘粘劑具備優(yōu)異的橡膠特性，能適應(yīng)不同熱膨脹系數(shù)基材的粘合，它在基材之間形成具有軟-硬過(guò)渡層，不僅粘接力強(qiáng)，同時(shí)還具有優(yōu)異的緩沖、減震功能。聚氨酯膠粘粘劑的低溫和超低溫性能超過(guò)所有其他類(lèi)型的膠粘劑。

水性聚氨酯膠粘劑具有低VOC含量、低或無(wú)環(huán)境污染、不燃等特點(diǎn)，是聚氨酯膠粘劑的重點(diǎn)發(fā)展方向。

聚氨酯膠粘劑的多樣性為許多粘接難題都準(zhǔn)備了解決的方法，且特別適用于其他類(lèi)型膠粘劑不能粘接或粘接有困難的地方。

此外，聚氨酯膠粘劑還具有韌性可調(diào)節(jié)、粘合工藝簡(jiǎn)便、極佳的耐低溫性能以及優(yōu)良的穩(wěn)定性等等特性。正是由于聚氨酯膠粘劑這種優(yōu)良的粘接性能和對(duì)多種基材的粘接適應(yīng)性，使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，在國(guó)內(nèi)外近年來(lái)成為發(fā)展最快的膠粘劑。

1、汽車(chē)用聚氨酯膠粘劑

新型汽車(chē)結(jié)構(gòu)中引入大量的輕質(zhì)金屬、復(fù)合材料和塑料，造成汽車(chē)用膠粘劑和密封膠持續(xù)增長(zhǎng)。在汽車(chē)上應(yīng)用最為廣泛的聚氨酯膠粘劑主要有裝配擋風(fēng)玻璃用單組分濕固化聚氨酯密封膠;粘接玻璃纖維增強(qiáng)塑料和片狀模塑復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)膠粘劑、內(nèi)裝件用雙組分聚氨酯膠粘劑及水性聚氨酯膠等。汽車(chē)內(nèi)飾件也是膠粘劑用量增長(zhǎng)的一個(gè)領(lǐng)域。在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)一直從國(guó)外進(jìn)口聚氨酯擋風(fēng)玻璃膠，直到“八五”期間，研制開(kāi)發(fā)這種膠才被列入國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。汽車(chē)上應(yīng)用廣泛的水性聚氨酯膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑。大多數(shù)水性聚氨酯是線性熱塑性聚氨酯，由于其涂膜沒(méi)有交聯(lián)，分子質(zhì)量較低，因而耐水性、耐溶劑性、膠膜強(qiáng)度等性能還較差，必須對(duì)其進(jìn)行改性，以提高其性能。聚酯和丙烯酸的雜和分散體與脲二酮和異氰脲酸酯配合，制備的汽車(chē)修補(bǔ)清漆，不需要高速攪拌設(shè)備，容易混合在一起，具有良好的粘附性能。

2、木材用聚氨酯膠粘劑

隨著世界性森林資源急劇減少和我國(guó)天然林資源保護(hù)工程的實(shí)施，小木材拼大板就要求膠粘劑粘接強(qiáng)度和耐久耐候等性能優(yōu)于木材本身。膠粘劑用量的多少，已成為衡量木材工業(yè)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志。過(guò)去人們用的木材膠粘劑多為以甲醛為主要原料的脲醛樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂和三聚氰氨甲醛樹(shù)脂，但由于游離的甲醛存在，產(chǎn)品使用期間會(huì)逐漸向周?chē)l(fā)甲醛氣體，造成環(huán)境污染。木材加工行業(yè)已開(kāi)始將目光投向新型的環(huán)保膠粘劑聚氨酯膠，以期減少對(duì)環(huán)境的污染。木工行業(yè)使用的單組分濕氣固化聚氨酯膠粘劑是液態(tài)的，在室溫下使用。通常其粘接強(qiáng)度高、柔韌性和耐水性好，并能和許多非木基材（如紡織纖維、金屬、塑料、橡膠等）粘接。單組分聚氨酯膠粘劑在測(cè)試中所表現(xiàn)出的干、濕強(qiáng)度均要好于酚醛膠粘劑。粘接前，在粘接基材表面涂布羥甲基間苯二酚（HMR）偶合劑可以提高粘接強(qiáng)度，HMR可以加強(qiáng)所有熱固型木材膠粘劑的粘接強(qiáng)度。當(dāng)木材表面預(yù)涂HMR偶合劑時(shí)，單組分聚氨酯膠粘劑的強(qiáng)度和耐久性可以滿(mǎn)足大部分嚴(yán)格的測(cè)試要求。

3、鞋用聚氨酯膠粘劑

我國(guó)是一個(gè)制鞋大國(guó)，鞋用膠粘劑的發(fā)展經(jīng)歷3代后，隨著全球性環(huán)保意識(shí)的提高，以及石油危機(jī)的加劇，促使第4代環(huán)保無(wú)溶劑型和水基型鞋用粘膠劑的出現(xiàn)。近年來(lái)，水性聚氨酯的制備工藝已日趨成熟。對(duì)于一些低極性鞋材如SBS等材質(zhì)的粘接，聚氨酯膠粘劑的剝離強(qiáng)度達(dá)不到要求。通過(guò)添加增粘樹(shù)脂等進(jìn)行改性，可開(kāi)發(fā)出具有結(jié)晶度高、結(jié)晶速度快、內(nèi)聚強(qiáng)度大和剝離強(qiáng)度較理想的聚氨酯鞋用膠粘劑。

4、包裝用聚氨酯膠粘劑

軟包裝又稱(chēng)軟罐頭，以其輕質(zhì)方便、保鮮期長(zhǎng)、衛(wèi)生、易貯存運(yùn)輸、易拆開(kāi)、垃圾量少及貨架效應(yīng)良好等獨(dú)特的綜合性能，現(xiàn)已超過(guò)硬包裝如塑料、玻璃瓶和罐等。聚氨酯膠粘劑由于其優(yōu)異的性能，可將不同性質(zhì)的薄膜材料粘接在一起得到耐寒、耐油、耐藥品、透明、耐磨等各種性能的軟包裝用復(fù)合薄膜。目前在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中，聚氨酯膠粘劑已經(jīng)成為軟包裝用復(fù)合薄膜加工的主要膠粘劑。在國(guó)內(nèi)膠粘劑市場(chǎng)中，包裝用復(fù)合薄膜制造業(yè)中，聚氨酯膠粘劑用量?jī)H次于制鞋業(yè)而居第二位。用于包裝的聚氨酯膠粘劑品種繁多，如水基聚氨酯膠粘劑、熱熔型聚氨酯膠粘劑、溶劑型聚氨酯膠粘劑、無(wú)溶劑型聚氨酯膠粘劑。

其中常用的聚氨酯熱熔膠又可分為2類(lèi)：

1）熱塑性聚氨酯彈性體熱熔膠：

2）反應(yīng)型熱熔膠。

熱塑性熱熔膠的主要缺點(diǎn)是粘度較高，故對(duì)涂布表觀質(zhì)量的影響較大。反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠粘劑是在傳統(tǒng)熱熔膠基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型膠粘劑，它不僅有傳統(tǒng)熱熔膠初粘性好和后固化性能優(yōu)的特點(diǎn)，又具有聚氨酯的組成結(jié)構(gòu)多變和性能調(diào)節(jié)范圍大的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)多種基材具有優(yōu)良的粘接性能。另外，在包裝用水性聚氨酯膠方面，由于乳化劑的使用或分子中親水性離子基團(tuán)的引入，使其耐水性降低，近年來(lái)，對(duì)提高其耐水性的研究已成為熱點(diǎn)。同時(shí)由于水的熱容較大，故如何提高其固含量從而提高其干燥速度，也是目前亟待解決的問(wèn)題之一。

5、建筑用聚氨酯膠粘劑

聚氨酯膠粘劑除具有無(wú)毒、無(wú)污染、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，還具有其它膠粘劑無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，即優(yōu)良的耐低溫、耐溶劑、耐老化、耐臭氧及耐細(xì)菌性能，在建筑鋪裝材料的應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用[42]。廣泛應(yīng)用于彈性橡膠地墊、硬質(zhì)橡膠地磚和鋪設(shè)塑膠跑道運(yùn)動(dòng)場(chǎng)中。新型雙組分聚氨酯膠粘劑突破傳統(tǒng)膠粘劑剪切強(qiáng)度與剝離強(qiáng)度的矛盾，可使兩者同時(shí)達(dá)到較高使用強(qiáng)度，在建筑用鋼板的粘接中體現(xiàn)出優(yōu)異的性能，粘接牢固且不易產(chǎn)生形變，而且室溫可調(diào)固化速度，使該聚氨酯膠在使用上方便易行，應(yīng)用廣泛。聚氨酯膠粘劑在建筑用PVC材料粘接，夾心板生產(chǎn)以及建筑防水涂料中都得到廣泛使用。

6、油墨用聚氨酯粘接劑

水性油墨被列為環(huán)境友好型印刷首選。常溫交聯(lián)水性聚氨酯膠粘劑可制得適合凹版印刷的單組分聚氨酯水性油墨，該水性油墨高光耐水、強(qiáng)附著、干性可調(diào)、色彩鮮艷、層次清晰、無(wú)毒不燃、耐侯、粘稠易控，與其它水性油墨相比，對(duì)各種承印物材料具有廣泛的適應(yīng)性。聚氨酯-聚丙稀酸酯作為水性油墨的連接料，在油墨薄膜印刷品干燥過(guò)程中，綜合了聚氨酯膠粘劑和聚丙烯酸酯的性能，由此改性得到的乳液對(duì)薄膜也具有較好的附著牢度。

彩印行業(yè)所用的基膜主要有聚酯膜、尼龍膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜等幾種，選擇油墨的關(guān)鍵在于其應(yīng)對(duì)這幾種基膜均具有良好的附著力。使用分子中含有羥基的氯乙烯-丙烯酸羥乙酯共聚物與大分子二元醇、小分子擴(kuò)鏈劑、甲苯二異氰酸酯共同反應(yīng)，可制得的新型聚氨酯膠粘劑，能有效地提高彩印油墨的品質(zhì)。

7、書(shū)籍裝訂用聚氨酯膠粘劑

近20年來(lái)，在書(shū)籍裝訂中，熱熔膠的應(yīng)用已經(jīng)獲得了迅猛發(fā)展。其原因主要是低價(jià)平裝書(shū)生產(chǎn)有了驚人的增長(zhǎng)，與此同時(shí)產(chǎn)生了無(wú)線裝訂工藝，由于EVA熱熔膠具有很好的粘接性和彈性，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上使用的書(shū)籍裝訂熱熔膠絕大部分為EVA型熱熔膠。但EVA型熱熔膠價(jià)格昂貴，而且EVA型熱熔膠具有記憶性等缺點(diǎn)。聚氨酯熱熔膠則可彌補(bǔ)以上缺陷，該膠粘劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，膠粘劑的彈性、韌性好，粘接強(qiáng)度高，膠粘劑可以反復(fù)熔化使用，產(chǎn)品利用率高，具有更廣闊的應(yīng)用前景。

8、鐵路建設(shè)上的應(yīng)用

無(wú)砟軌道鋪設(shè)（高鐵工程技術(shù)的發(fā)展方向）用膠將以國(guó)產(chǎn)聚氨酯膠粘劑產(chǎn)品為主,單軌每5米嵌入一個(gè)凸型擋臺(tái),每個(gè)擋臺(tái)兩邊各需灌注聚氨酯膠粘劑約17.8kg,每公里雙軌無(wú)砟軌道建設(shè)需聚氨酯灌封膠粘劑7噸以上。除了在鐵路鋪設(shè)方面外，高速列車(chē)的生產(chǎn)對(duì)于聚氨酯膠粘劑的使用需求也大大增加，聚氨酯在車(chē)輛上承擔(dān)著玻璃粘接、地板粘接、嵌縫填充、密封防水等各種必不可少的作用，在車(chē)輛上，按照動(dòng)車(chē)組CRH3為基礎(chǔ)，單節(jié)車(chē)廂用聚氨酯膠約84.07L折算約合為109.3Kg，主要應(yīng)用于車(chē)窗玻璃的粘接密封及部分填充部位的密封。

9、其它

聚氨酯膠粘劑由于其優(yōu)異的粘接特性，在航天器材的粘接、文物保護(hù)與修復(fù)、軍工產(chǎn)業(yè)、文具用品、醫(yī)療衛(wèi)生等方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

聚氨酯膠粘劑以其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，日漸成為人類(lèi)生活中重要的合成材料。目前，世界聚氨酯膠粘劑工業(yè)正向適應(yīng)環(huán)境保護(hù)、安全衛(wèi)生、資源回收等方向發(fā)展。我國(guó)聚氨酯膠粘劑工業(yè)也顯示了較快的增長(zhǎng)勢(shì)頭，技術(shù)開(kāi)發(fā)也取得了很大的進(jìn)展。隨著聚氨酯用途的逐漸拓展和人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)。

聚氨酯粘合劑配方及其使用方法：

一、雙組份的聚氨酯膠粘劑

配方一：

A組份甲苯二異氰酸酯（簡(jiǎn)稱(chēng)TDI）改性樹(shù)酯（溶于醋酸乙酯成為溶液）100份

B組份固化劑TDI的羥基化合物的改性物10～50份

本法適用于金屬與金屬之間的粘合。

配方二：

A組份100份

B組份10份

本法適用于一般材料之間的粘合。

配方三：

A組份100份

B組份5—10份

本法適用于紙張、皮革、木材之間的粘合。

施工方法：使用前，將（A）、（B）兩個(gè)組份準(zhǔn)確秤量后，均勻混合。然后涂刷到需要粘合的物體表面上，第一次涂刷后，過(guò)5分鐘，再涂第二次，涂層不要太厚，過(guò)10—20

分鐘將物體粘合。最好在0.3～0.5公斤/厘米的壓力下加壓5分鐘至10小時(shí)。

固化時(shí)間：室溫時(shí)5—10天

100℃時(shí)1.5～2小時(shí)

130℃時(shí)0.5小時(shí)

二、單組份的聚氨脂膠粘劑

配方：

蓖麻油38份

甲苯二異氰酸酯11.75份

苯乙烯49.75份

過(guò)氧化二苯甲酰0.5份

以上于20—80℃時(shí)溶化混合均勻。

施工與固化大致與雙組份類(lèi)似，本品適用于電器材料的封裝。

注意：以上配方僅供參考。