PU膠水(Polyurethane Adhesive)是指在分子鏈中含有氨基甲酸酯基團(-NHCOO-)或異氰酸酯基(-NCO)的膠粘劑。
PU膠水具有優(yōu)異的功,且應范疇普遍。它分為多異氰酸酯和PU兩大類。因含有極性很強、化學生動性很高的異氰酸酯基(-NCO)和氨酯基(-NHCOO-),它與含有生動氫的資料,如泡沫塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔資料和金屬、玻璃、橡膠、塑料等外表光亮的資料都有著優(yōu)秀的化學粘接力。而PU與被粘接資料之間發(fā)生的氫健作用會使高分子內(nèi)聚力添加。從而使粘接愈加結實。此外,PU膠水還具有韌性可調(diào)理、粘接工藝煩瑣、極佳的耐高溫功用以及優(yōu)秀的波動性等特性,近年來,在國際外成為開展最快的膠粘劑。
PU膠水開展的一般特性是順應環(huán)保、產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生、資源等政策法規(guī)的請求,停止了產(chǎn)業(yè)構造的調(diào)整,勤奮升高無機溶劑型產(chǎn)品的比重。
由于汽車產(chǎn)業(yè)的開展請求汽車構件輕量化,因此大批采用塑料零部件,特地是高強度的ERP(玻璃纖維添加塑料)和SMC(片狀模塑資料),而塑料零部件需用PU構造膠和密封膠停止粘接拆卸。
在修建行業(yè)中,由于PU密封膠對各種修建資料都具有優(yōu)良的粘接性,且價錢比無機硅與聚硫密封膠廉價,因此從90年代開端,PU密封膠超越無機硅與聚硫密封膠而占領主導位置。
為了順應主動化拆卸線的請求,膠粘劑的固化速度必需大幅度進步。經(jīng)過近年來的勤奮,開拓了一些新的膠種,如疾速反響性PU膠、輻射或紫外固化膠及反響熱熔膠等,可使PU膠水的固化速度成倍放慢。同時還重視施膠工藝和工具方面的開拓。
我國PU膠水的技術開展靜態(tài)——多異氰酸酯膠粘劑,多異氰酸酯膠粘劑是由多異氰酸酯單體或其低分子衍生物組成的膠粘劑,是PU膠水中的晚期產(chǎn)品,屬于反響型膠粘劑,粘接強度高,適用于金屬與橡膠、纖維等的粘接。但由于含有較多的游離異氰酸根基團,對潮氣遲鈍,有毒性且一般含無機溶劑,因此較少以單體方式獨自運用,而是將它混入橡膠類膠粘劑或用作交聯(lián)劑。其次要品種有三異氰酸酯膠粘劑...異氰酸酯膠粘劑、多異氰酸酯膠粘劑、三羥甲基丙烷-TDI加成物等。其工藝比擬幼稚,我國與保守國度的差異也較小。
我國PU膠水的技術開展靜態(tài):雙組分PU膠水。這是PU膠水中最主要的一類,用處廣、用量大。
為升高溶劑型PU膠的損害性,歐洲近年來提出了"綠色"溶劑的概念,即運用那些毒性不大,或能夠生物合成,因此已從毒性開釋性精神(TRI)...機揮發(fā)物(VOC)名單中去除的溶劑,如丙酮、雙戊烯、乳酸乙酯、乙醇等。如美國Morton公司開拓的以聚醚多元醇為根底的HAS系列膠粘劑即為以乙醇為主溶劑的混合溶劑型("綠色"溶劑)膠粘劑。應用溶液法制備PU膠水的工藝技術近年來仍在不時改良,如先加大批溶劑,在接近本體形態(tài)下反響,隨著反響混合物粘度的添加分批補加溶劑;加新型催化劑,反響中止劑和儲存波動劑,對溶劑的水分和其他無害雜質(zhì)停止脫除處置等,不只可大大延長反響工夫,還可制得粘度批間波動性和儲存波動性都十分優(yōu)秀的產(chǎn)品。溶劑型PU膠水可用于食品包裝、鞋底粘接、紙塑復合、土木修建及超高溫條件下使用等。
雙組分無溶劑PU膠水一般為低分子質(zhì)量的多元醇和多異氰酸酯,或端NCO預聚物和多元醇或多元胺。在國外70年代初就已用于汽車的發(fā)起機罩、后貨箱蓋等的粘接。近年來特地用于汽車ERP部件和金屬的粘接,如SMC車身板、頂蓋、行李箱蓋、擋泥板、測護條、擋見玻璃、緩沖器等的粘接,以及船舶、容器、產(chǎn)業(yè)器材、體育效勞器等ERP資料的粘接。與環(huán)氧膠粘劑相比,具有柔韌性、可接收應力、對多種基材粘接性好等長處。近年來已呈現(xiàn)多種商品牌號,如美國Pierce&Sterens公司的Hybond
J 9625系列單組分濕固化膠,可用于復合板、天花板、地板等的粘接。美國Conpro Tec公司的Utalane
5774A/B,可用于修補飛機艙板的裂痕。
無溶劑反響性PU膠水的開展趨向是進步固化速度以及初粘性,做到不必底涂劑,避免氣泡的發(fā)生(特地對濕固化型)。近年來研討開拓出一種PU、丙烯酸酯接枝或共混并與聚苯乙烯構成互穿網(wǎng)絡的改性PU構造膠。此膠粘劑主鏈為PU,有很好的柔韌性,又分離了丙烯酸酯耐候性和苯乙烯的韌性和熱固性等功用。其固化物耐熱、耐水,特地適用于船舶構造的粘接(例如英國Scott
Bader公司開拓的該系列膠粘劑);另外,雙組分無溶劑PU膠水在干法復合薄膜制造上的使用1974年起始于德國,日本于1977年引進該技術,到1997年已建成60多條消費線。在歐美用這種膠粘劑制備的干法復合薄膜目前已達50%以上。用于復合薄膜制造的PU膠水技術上目前已開展到第3代:第1代為單組分聚醚或聚酯型端NCO預聚體型,其缺陷是粘度變化快、固化速度慢、易發(fā)生二氧化碳氣泡;第2代為端羥基PU預聚體的雙組分型,其粘度較低,缺陷是初粘強度低且涂布安裝請求精細的主動供膠計量混合零碎,對EVA、NY、鋁箔等粘接功用不佳;而第3代為在第2代根底上改良的雙組分體系,不但初業(yè)功用好,而且耐高溫蒸煮,也可適用于鋁箔等的粘接。
該膠粘劑次要有以下幾類:端異氰酸酯基PU預聚體、熱塑性PU、丙烯酸酯-PU和封鎖型PU等。其中,濕固化型為支流,反響熱熔型和光、射線固化型正處于適用化階段,開展很快。
端異氰酸酯基PU預聚體可與潮氣反響而交聯(lián)固化,因此也稱濕固化PU膠水。濕固化型PU膠水是木材、土木修建及構造用的優(yōu)良的膠粘劑,也常用作密封劑,在汽車、修建及機械行業(yè)中已發(fā)揚主要作用。1993年,美國共有近300家公司消費該類密封劑,已占領了修建用密封劑的主導位置。PU密封劑在修建業(yè)中次要用混凝土制板幕墻、鋼筋混凝土和石板、薄板、玻璃纖維鋼筋混凝土等施工縫的密封,運用壽命可達15~20a。。
熱塑性PU又稱異氰酸酯改性PU,是一種具有端羥基的線型氨基甲酸酯聚合物,次要包括以下3品種型:溶劑型膠粘劑可用作鞋用膠粘劑,適用于請求膠層堅硬、初粘強度高的場所;水基型PU膠水具有無毒、不烯的一般長處,且適用于易被無機溶劑腐蝕的資料。此外,其粘度不隨聚合物分子質(zhì)量的變化而變化,可使聚合物高分子化,以進步其內(nèi)聚強度,固含量相反時,其粘度比溶劑型低,可制得高固含量的產(chǎn)品。次要用作木材膠粘劑和織物處置劑;反響性熱熔型含有可反響活性基團,兼具反響型和熱熔型膠粘劑的功用,以濕固化型為主,目前已在建材、家具、電氣、書籍裝訂、汽車等范疇取得了使用。
封鎖型PU膠水是指用某些化合物如苯酚、亞硫酸氫鈉等將端異氰酸酯基團臨時維護起來,避免水或其他活性物與其作用。運用時可在必定溫度下解離封鎖劑,開釋出活性異氰酸酯基團,發(fā)揚其固有功用。研制此類膠粘劑的手段是為了配制水乳液型膠粘劑或延伸膠粘劑的運用和儲存工夫。目前市售產(chǎn)品有Du
Pont公司消費的Hylene MP;Mobay公司消費的Mondur
S、Ashland公司消費的胺基酰亞胺等等。在粘接輪胎簾子布、產(chǎn)業(yè)織物、金屬線和玻璃的進程中,封鎖型PU膠水可起到主要的作用。
水性PU膠水是指PU溶于水或聚集于水中而構成的膠粘劑,在實踐使用中水性PU以PU乳液或聚集液居多,水溶液型較少。
歐洲最早研討開拓PU水聚集液體系,...年代后構成了幾種較為幼稚的制備辦法,如丙酮法、預聚體聚集法、熔融聚集法、酮亞胺酮連氮法等。產(chǎn)品類型次要有自乳化型和強迫乳化型2類。
近年來針對水性PU膠水枯燥速度慢、對非極性基材潤濕性差、初粘性低以及耐水性不好等題目停止了大批研討并取得了較大停頓。研討后果標明:如固含量進步到50%以上,在40~60℃的枯燥溫度下其枯燥速度與一般溶劑型PU膠水類似。與其他乳液(如EVA、丙烯酸酯乳液等)共混,構成互穿網(wǎng)絡或接枝構造,即可進步初粘性和粘接功用,又可升高本錢。采用交聯(lián)法可進步耐水、耐熱功用。如德國BASF公司陰離子聚醚型水性PU復合薄膜膠粘劑,功用已到達雙組分溶劑型PU膠水的程度。
我國PU膠水的技術開展靜態(tài):引進膠種的國產(chǎn)化。
其次要品種有:疾速固化的汽車擋風玻璃用單組分濕固化PU膠水、低模量高彈性單組分PU修建密封膠、食品產(chǎn)業(yè)用低粘度、高強度、耐高溫雙組分PU復膜膠、儲存波動的水性PU乳液膠粘劑、疾速固化反響性PU熱熔膠等。其次,是對現(xiàn)有品種的質(zhì)量改良。
近年來我國PU膠水堅持著較高的增加速度,技術研討開拓也取得了很大的停頓,但產(chǎn)業(yè)化速度太慢,已商品化的產(chǎn)品也由于范圍小、裝備工藝落伍等緣由,在合作中處于有利的位置。針對以下狀況,國際企業(yè)與研討單位應加大投入,重點開展與PU膠水配套的原料助劑,盡快完成原料、助劑的國產(chǎn)化,升高本錢。同時還要放慢裝備、施工機具及包裝容器的技術變革。另外,還必需加大對順應環(huán)保、資源等政策法規(guī)請求的水性膠、熱熔膠、無溶劑膠的研討開拓力度。
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