聚氨酯胶粘剂配方

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聚氨酯胶粘剂是目前正在迅猛发展的聚氨酯树脂的一个重要组成部分,具有优异的性能,在许多方面都得到了广泛的应用,是八大合成胶粘剂中的重要品种之一。

那聚氨酯胶粘剂如何制备,聚氨酯胶配方又有哪些呢?接下来小编就来讲讲,一起看看吧。

【聚氨酯胶粘剂】聚氨酯胶粘剂配方 聚氨酯胶配方

聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(——NHCOO——)或异氰酸酯基(——NCO)的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂分为多异氰酸酯和聚氨酯两大类。

多异氰酸酯分子链中含有异氰基(-NCO)和氨基甲酸酯基(-NH-COO-),故聚氨酯胶粘剂表现出高度的活性与极性。

与含有活泼氢的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料,以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力。

聚氨酯胶粘剂的制备与配方

一、多异氰酸酯胶粘剂(单组分)

1.配制:将多异氰酸酯单体与溶剂按一定比例混合均匀,即可配制成多异氰酸酯胶粘剂(单组分) 。

2.固化原理:—NCO与被粘物表面—OH作用,可在常温或高温下固化。

3.多异氰酸树脂胶粘剂的特点:

1)多异氰酸酯分子量低,渗透力强,且反应后性高,故粘结力很强;

2)固化后,耐热、耐溶剂性能好;

3)含游离异氰酸酯基团高,对潮气敏感、有毒性;

4)多异氰酸酯分子量低,固化后,胶层硬度高,有脆性,常需改性。

4.多异氰酸树脂胶粘剂的配方实例:

JQ-1胶配方:

组分: /质量份:

三苯基甲烷三异氰酸酯 20
氯苯 80
固化条件:0.3MPa压力,140℃下固化 30min
应用:可用于橡胶与金属(粘结力不小于4.0MPa)、橡胶与织物(粘结力不小于1.6MPa)的粘结。

组分: /质量份:

二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) 50
氯苯 50
亚磷酸酯 少许
固化条件:0.3MPa压力,140℃下固化30min .
应用:可用于橡胶与金属,粘结力高于JQ-1胶。

二、封端型异氰酸树脂胶粘剂(单组分)

1.封端型异氰酸酯是异氰酸酯与苯酚或其他羟基化合物反应生成一种具有氨酯结构,暂时封闭了活泼的异氰基的胶粘剂。具有不怕水、稳定性高的特点。

2.封闭与固化机理:封端型异氰酸加成物(如与ph-OH)在150°C以上,反应逆向进行,恢复活性,粘接面接触加压即可固化。

3.常见的异氰酸酯封闭剂:苯酚、叔丁醇、丙二酸二乙酯、己内酰胺 。

封端型异氰酸加成物的解离温度一般在60-200℃之间。但加入叔胺、有机锡等催化剂,可降低解离温度,加速解离反应。在封闭剂相同时,HDI比TDI的封闭解离温度要高10-20℃。

4.影响封闭型胶粘剂性能的因素封闭剂对封闭率及储存稳定性的影响:

封闭率:苯酚 < 叔丁醇 < 丙二酸二乙酯<己内酰胺

1)封闭率与封闭剂的反应:活性有关,活性越高,封闭率越高;而反应活性与其碱性有关,碱性越强,活性越高。

2)储存稳定性:苯酚(20d) < 叔丁醇(40d) < 丙二酸 二乙酯(3月) <己内酰胺(半年)。

3)封闭反应催化剂的选择:

催化剂的碱性和亲核性越强,其催化活性越高。
常用的催化剂:有机锡、叔胺、碱金属的醇盐、酚盐。
催化剂对封闭与解离正逆反应均有催化作用,应注意选用。

4)封闭反应中溶剂的选择:

为降低粘度,防止异氰酸酯在强碱催化下发生二聚、三聚,常需使用溶剂。

常用的溶剂:甲苯、DMF。

5.封闭型异氰酸树脂胶粘剂的配方实例:

普通封闭型异氰酸树脂胶粘剂配方1:

封闭型异氰酸树脂胶粘剂配方2:

三、预聚体型聚氨酯树脂胶粘剂(双组分)

将多异氰酸酯单体与多羟基树脂反应,生成的预聚体作甲组分,将多羟基树脂(如:聚酯,聚醚)、催化剂与溶剂作乙组分配制而成的胶粘剂(双组分) 。

预聚体的制备:制备的技术关键是异氰酸酯基的含量,一般应控制在:0.01-0.2之间。

控制异氰酸酯基含量的方法:

100g羟基化合物所需的TDI的量可用下式计算:
式中X为预定制备的预聚体异氰酸酯基的含量(0.01-0.2)。
预聚体型聚氨酯树脂胶粘剂(双组分)的特点

1)两个组分混合后,通过反应固化,属于反应型胶粘剂。
2)性能及粘度可调。
3)可室温固化,也可高温固化。
4)粘结强度大(可做结构胶),粘接范围广,是聚氨酯树脂胶粘剂中品种最多,产量最大的产品。双组分预聚体型。
聚氨酯胶粘剂配方设计

主要考虑:

1)羟基组分(甲组分)的选择;
2)聚氨酯预聚体型的合成(乙组分);
3)固化剂的选择;
4)溶剂的选择。

通用双组分聚氨酯胶粘剂配方:

组分: /质量份:

甲:聚酯聚氨酯预聚体的丙酮溶液 100
乙:三羟甲基丙烷与TDI加成物的醋酸乙酯溶液 10-50
配制与固化:(n+1)mol乙二醇加 nmol己二酸聚合脱水后,加入0.5n mol TDI,在85℃反应1h,产物溶于丙酮(固含量30% )制得甲组分;
1mol三羟甲基丙烷和3molTDI反应,产物溶于醋酸乙酯(固含量60% )中制得乙组分。
固化条件:涂胶后,在0.03-0.05MPa下,室温固化24h。
应用:可用于橡胶、金属、硬塑料、木材、陶瓷等的粘结。

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