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聚氨酯膠粘劑-單組分聚氨酯膠粘劑
發(fā)布時(shí)間:2014-08-09
        濕固化型聚氨酯膠
      1.濕固化機(jī)理:濕固化型聚氨酯膠粘劑中含有活潑的NCO基團(tuán),當(dāng)暴露于空氣中時(shí)能與空氣中的微量水分子發(fā)生反應(yīng);粘接時(shí),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(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成脲鍵結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)。


      2.軟木用聚氨酯膠: 將以NCO為端基的聚氨酯膠粘劑應(yīng)用于軟木碎屑的粘接,由林產(chǎn)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(diǎn)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(chǔ)粘料,若對配方稍加調(diào)整,亦即加入一定比例的三官團(tuán)的聚氧化丙烯三醇(如N-330),制成的NCO端基的預(yù)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(yùn)動(dòng)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(yīng)3h后,降溫,用10份二甲苯稀釋,制得NCO含量約7.3%的預(yù)聚體。該預(yù)聚體可作為彈性基材的膠粘劑。具有耐水、柔韌性好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。膠膜的拉伸強(qiáng)度可達(dá)43.1MPa,伸長率360%,在80℃熱水中浸泡7天后仍能保持較好的強(qiáng)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(yù)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(jī)錫類催化劑,制成含填料的預(yù)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(yù)聚體:硅烷化合物:萜烯增粘劑=271:6:70(質(zhì)量份數(shù))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(tuán)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(yīng),制得預(yù)聚體,于此預(yù)聚體中,要3h內(nèi)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(yīng)2h,并于120℃減壓抽除未反應(yīng)單體,制得產(chǎn)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(yù)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(qiáng)度達(dá)8MPa,而且有觸變性。而未接枝的膠粘劑,其剪切強(qiáng)度為5MPa,外觀為自由流動(dòng)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(lián)時(shí)間為4-5h,貯存期大于6個(gè)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(yù)聚體粘度小,成本低。聚酯型聚氨酯預(yù)聚體粘度較大,但制成膠的粘合強(qiáng)度比聚醚型要好,有的預(yù)聚體采用聚酯和聚醚混合體系作為多元醇原料。
      2.多數(shù)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(shí)間最短需0.5-1h,長者至數(shù)十小時(shí),如是才能達(dá)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(shí),采用增濕器或水解決固化時(shí)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(yù)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(shí)間較短。粘度過大時(shí)需加溶劑或增塑劑進(jìn)行稀釋,以使之達(dá)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(shí)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(shí)間。涂膠層薄,則固化時(shí)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(nèi)部,需很長時(shí)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(yīng),縮短固化時(shí)間。當(dāng)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(shí),膠粘劑固化較快。這種情況下易產(chǎn)生較多的二氧化碳,而使膠層產(chǎn)生泡沫,降低粘合強(qiáng)度。
      5.化型聚氨酯膠粘劑
  由預(yù)聚體—潛固化劑組成的濕固化型單組分聚氨酯膠粘劑,當(dāng)它遇到潮氣或水分時(shí),潛固劑分解成含活性氫基團(tuán)的化合物,這種化合物與NCO基團(tuán)反應(yīng)的活性比水高,能顯著提高膠粘劑的初粘性,同時(shí)可避免膠層產(chǎn)生氣泡。
 1.嗯唑烷和環(huán)胺
   潛固劑為念唑烷類(oxazolidine)和環(huán)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(yù)聚體,25℃下將預(yù)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(qiáng)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(wěn)定性問題,因?yàn)橥獊啺芬材軜O緩慢地直接與NCO基團(tuán)反應(yīng),貯存過程中粘度慢慢增加。也有報(bào)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(wěn)定性得到提高,固化時(shí)間也縮短了。


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