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      聚氨酯膠粘劑-單組分聚氨酯膠粘劑
      發布時間:2014-08-09
              濕固化型聚氨酯膠
            1.濕固化機理:濕固化型聚氨酯膠粘劑中含有活潑的NCO基團,當暴露于空氣中時能與空氣中的微量水分子發生反應;粘接時,它能與基材表面吸附的水以及表面存在羥基大呢感活性氫基團發生化學反應,生成脲鍵結構。因此濕固化型聚氨酯膠粘劑固化后的膠層組成是聚氨酯膠粘劑—聚脲結構。


            2.軟木用聚氨酯膠: 將以NCO為端基的聚氨酯膠粘劑應用于軟木碎屑的粘接,由林產化工廠于軟木碎屑中加入膠粘劑,混合均勻,加熱壓制成型,制成軟木板材、片材等制品,用作保溫、隔音等材料,其特點是耐水、防腐蝕。該膠粘劑是聚氨酯濕固化膠粘劑和密封劑的基礎粘料,若對配方稍加調整,亦即加入一定比例的三官團的聚氧化丙烯三醇(如N-330),制成的NCO端基的預聚體膠粘劑即可作為下列材料的粘料(基料):
          (1)聚氨酯澆注型橡膠的基料;
          (2)建筑用聚氨酯防水材料的粘料;
          (3)田徑運動場地用聚氨酯橡膠跑道(塑膠跑道)膠面層的粘料;
          (4)聚氨酯密封膠粘劑的粘料。
          該膠粘劑還可用于聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫等的粘接,使用方便,無公害,受到用戶歡迎。
            3.配方1:聚氧化丙烯多元醇(M=3000) 51份
          MDI            26份
          TDI(80/20)        8.7份
          1,4-丁二醇        4.1份
        將上述四組分原料混合,在80℃反應3h后,降溫,用10份二甲苯稀釋,制得NCO含量約7.3%的預聚體。該預聚體可作為彈性基材的膠粘劑。具有耐水、柔韌性好、強度高等優點。膠膜的拉伸強度可達43.1MPa,伸長率360%,在80℃熱水中浸泡7天后仍能保持較好的強度。
       配方2:聚氧化丙烯三醇(M=6000)  400份
           聚氧化丙烯二醇(M=2000) 1000份
           MDI           315份
          氫化萜烯酚醛樹脂      180份
        按以上配方原料制成預聚體,再加人氣相法二氧化硅、滑石粉等填料以及增塑劑、叔胺和有機錫類催化劑,制成含填料的預聚體。
        按HDI縮二脲1610份、r-巰丙基三甲氧基硅烷40份、二甲基硅烷427份、二甲基哌嗪1.3份制成硅烷化合物。
        單組分聚氨酯膠粘劑按預聚體:硅烷化合物:萜烯增粘劑=271:6:70(質量份數)混合配制。用于玻璃-帆布、鋁-鋁、冷軋鋼-冷軋鋼的粘接。
       配方3:高活性聚醚多元醇(M=5500) 2556份
           PAPI(平均官能團度2.1)  5108份
           苯乙烯          568份
           丙烯腈          568份


        高活性聚醚多元醇與PAPI于100℃反應,制得預聚體,于此預聚體中,要3h內慢慢加人苯乙烯和丙烯腈的混合液,并每隔1h添加28份偶氮二異丁腈(ABIN),最后再反應2h,并于120℃減壓抽除未反應單體,制得產品粘度為6000Pa·s,外觀為淺褐色不透明的粘稠液,NCO含量為12.9%。
          稱取上述預聚體100份,加入20份炭黑、2.5份惰性填料,制成濕固化接枝型單組分聚氨酯膠粘劑,其剪切強度達8MPa,而且有觸變性。而未接枝的膠粘劑,其剪切強度為5MPa,外觀為自由流動的粘稠液。
           配方4 :聚醚多元醇(M=2800)   200份
           辛酸亞錫        0.4份
           二月桂酸二丁基錫    2 份
           萜烯酚醛樹脂      20份
           烴類溶劑        10份
           滑石粉         50份
        將TDI、MDI辛酸亞錫、滑石粉以及烴類溶劑混合攪拌45-65min,再加人聚醚多元醇、萜烯酚醛樹脂以及二月桂酸二丁基錫,混合均勻后制得單組分濕固型聚氨酯膠粘劑。該膠粘劑于空氣中固化交聯時間為4-5h,貯存期大于6個月。
            4、化型聚氨酯膠粘劑性能的因素
             1、備濕固型聚酯膠粘劑所用的聚醚多元醇有聚氧化丙烯二醇及三醇、聚四氫呋喃二醇、共聚醚二醇及三醇等。常用的聚酯有聚己二酸—烷基二醇及三醇等。這些齊聚物多元醇分子量通常在500-3000之間。聚醚多元醇型預聚體粘度小,成本低。聚酯型聚氨酯預聚體粘度較大,但制成膠的粘合強度比聚醚型要好,有的預聚體采用聚酯和聚醚混合體系作為多元醇原料。
            2.多數單組分濕固化型膠粘劑的適用期較長,可在室溫下固化,因以水為固化劑,因此要求空氣的相對濕度至少在40%以上,固化時間最短需0.5-1h,長者至數十小時,如是才能達到表面不粘的程度。因此,通常需用夾具將粘接件固定。粘接面積不宜太大,以免膠層中間固化不完全。有的濕固化型聚氨酯膠粘劑在施膠時,采用增濕器或水解決固化時間長的問題。


          3.固化聚氨酯膠粘劑中異氰酸酯基(NCO)的含量對膠的性能有較大的影響。一般,NCO含量低,預聚體分子量較高,則膠的粘度大,膠的貯存期、適用期和固化時間較短。粘度過大時需加溶劑或增塑劑進行稀釋,以使之達到合適的施膠粘度。NCO含量高,則膠的粘度小,可制得無溶劑單組分膠粘劑,貯存期和固化時間相對較長。濕固化聚氨酯膠粘劑中NCO含量通常在2%—10%之間。
          4.層的涂膠量要影響固化時間。涂膠層薄,則固化時間短。在粘接非常干燥的材料或涂膠量多的場合,作為固化劑的水分量相對來說顯得不充分,或不易滲透到膠層內部,需很長時間才能完全固化,有的甚至固化不完全。提高固化溫度,有利于水分參加反應,縮短固化時間。當被粘材料的含水量過高、空氣濕度較大、膠所含的NCO含量較高、固化溫度又較高時,膠粘劑固化較快。這種情況下易產生較多的二氧化碳,而使膠層產生泡沫,降低粘合強度。
            5.化型聚氨酯膠粘劑
        由預聚體—潛固化劑組成的濕固化型單組分聚氨酯膠粘劑,當它遇到潮氣或水分時,潛固劑分解成含活性氫基團的化合物,這種化合物與NCO基團反應的活性比水高,能顯著提高膠粘劑的初粘性,同時可避免膠層產生氣泡。
       1.嗯唑烷和環胺
         潛固劑為念唑烷類(oxazolidine)和環胺類(cyclicaminals)化合物。
       2.酮亞胺化合物
         潛固劑是酮亞胺化合物。
        將端羥基聚丁二烯100份和TDI34.5份制成預聚體,25℃下將預聚體與甲苯二胺丁酮亞胺20份攪拌均勻,即制成單組分膠粘劑。將它用于軟PVC薄膜的粘合,180。剝離強度為2.1kN/m。
        由酮亞胺作潛固劑制成的單組分聚氨酯膠粘劑,存在著貯存穩定性問題,因為酮亞胺也能極緩慢地直接與NCO基團反應,貯存過程中粘度慢慢增加。也有報道指出,在組分中添加沸石吸附1,8-二胺基-對蓋烷與異辛醛的縮合物(酮亞胺),50℃密封貯存一周后,粘度沒有增加,若在20℃固化,只需12h信與不加沸石的膠粘劑相比,貯存穩定性得到提高,固化時間也縮短了。


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