PU胶水的开发应用进展

 

PU胶水(Polyurethane Adhesive)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。 PU胶水具有优异的功,且应范畴普遍。它分为多异氰酸酯和PU两大类。因含有极性很强、化学生动性很高的异氰酸酯基(-NCO)和氨酯基(-NHCOO-),它与含有生动氢的资料,如泡沫塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔资料和金属、玻璃、橡胶、塑料等外表光亮的资料都有着优秀的化学粘接力。而PU与被粘接资料之间发生的氢健作用会使高分子内聚力添加。从而使粘接愈加结实。此外,PU胶水还具有韧性可调理、粘接工艺烦琐、极佳的耐高温功用以及优秀的波动性等特性,近年来,在国际外成为开展最快的胶粘剂。

PU胶水开展的一般特性是顺应环保、产业卫生、资源等政策法规的请求,停止了产业构造的调整,勤奋升高无机溶剂型产品的比重。
由于汽车产业的开展请求汽车构件轻量化,因此大批采用塑料零部件,特地是高强度的ERP(玻璃纤维添加塑料)和SMC(片状模塑资料),而塑料零部件需用PU构造胶和密封胶停止粘接拆卸。
在修建行业中,由于PU密封胶对各种修建资料都具有优良的粘接性,且价钱比无机硅与聚硫密封胶廉价,因此从90年代开端,PU密封胶超越无机硅与聚硫密封胶而占领主导位置。

为了顺应主动化拆卸线的请求,胶粘剂的固化速度必需大幅度进步。经过近年来的勤奋,开拓了一些新的胶种,如疾速反响性PU胶、辐射或紫外固化胶及反响热熔胶等,可使PU胶水的固化速度成倍放慢。同时还重视施胶工艺和工具方面的开拓。
我国PU胶水的技术开展静态——多异氰酸酯胶粘剂,多异氰酸酯胶粘剂是由多异氰酸酯单体或其低分子衍生物组成的胶粘剂,是PU胶水中的晚期产品,属于反响型胶粘剂,粘接强度高,适用于金属与橡胶、纤维等的粘接。但由于含有较多的游离异氰酸根基团,对潮气迟钝,有毒性且一般含无机溶剂,因此较少以单体方式独自运用,而是将它混入橡胶类胶粘剂或用作交联剂。其次要品种有三异氰酸酯胶粘剂...异氰酸酯胶粘剂、多异氰酸酯胶粘剂、三羟甲基丙烷-TDI加成物等。其工艺比拟幼稚,我国与保守国度的差异也较小。
我国PU胶水的技术开展静态:双组分PU胶水。这是PU胶水中最主要的一类,用处广、用量大。
为升高溶剂型PU胶的损害性,欧洲近年来提出了"绿色"溶剂的概念,即运用那些毒性不大,或能够生物合成,因此已从毒性开释性精神(TRI)...机挥发物(VOC)名单中去除的溶剂,如丙酮、双戊烯、乳酸乙酯、乙醇等。如美国Morton公司开拓的以聚醚多元醇为根底的HAS系列胶粘剂即为以乙醇为主溶剂的混合溶剂型("绿色"溶剂)胶粘剂。应用溶液法制备PU胶水的工艺技术近年来仍在不时改良,如先加大批溶剂,在接近本体形态下反响,随着反响混合物粘度的添加分批补加溶剂;加新型催化剂,反响中止剂和储存波动剂,对溶剂的水分和其他无害杂质停止脱除处置等,不只可大大延长反响工夫,还可制得粘度批间波动性和储存波动性都十分优秀的产品。溶剂型PU胶水可用于食品包装、鞋底粘接、纸塑复合、土木修建及超高温条件下使用等。
双组分无溶剂PU胶水一般为低分子质量的多元醇和多异氰酸酯,或端NCO预聚物和多元醇或多元胺。在国外70年代初就已用于汽车的发起机罩、后货箱盖等的粘接。近年来特地用于汽车ERP部件和金属的粘接,如SMC车身板、顶盖、行李箱盖、挡泥板、测护条、挡见玻璃、缓冲器等的粘接,以及船舶、容器、产业器材、体育效劳器等ERP资料的粘接。与环氧胶粘剂相比,具有柔韧性、可接收应力、对多种基材粘接性好等长处。近年来已呈现多种商品牌号,如美国Pierce&Sterens公司的Hybond J 9625系列单组分湿固化胶,可用于复合板、天花板、地板等的粘接。美国Conpro Tec公司的Utalane 5774A/B,可用于修补飞机舱板的裂痕。
无溶剂反响性PU胶水的开展趋向是进步固化速度以及初粘性,做到不必底涂剂,避免气泡的发生(特地对湿固化型)。近年来研讨开拓出一种PU、丙烯酸酯接枝或共混并与聚苯乙烯构成互穿网络的改性PU构造胶。此胶粘剂主链为PU,有很好的柔韧性,又分离了丙烯酸酯耐候性和苯乙烯的韧性和热固性等功用。其固化物耐热、耐水,特地适用于船舶构造的粘接(例如英国Scott Bader公司开拓的该系列胶粘剂);另外,双组分无溶剂PU胶水在干法复合薄膜制造上的使用1974年起始于德国,日本于1977年引进该技术,到1997年已建成60多条消费线。在欧美用这种胶粘剂制备的干法复合薄膜目前已达50%以上。用于复合薄膜制造的PU胶水技术上目前已开展到第3代:第1代为单组分聚醚或聚酯型端NCO预聚体型,其缺陷是粘度变化快、固化速度慢、易发生二氧化碳气泡;第2代为端羟基PU预聚体的双组分型,其粘度较低,缺陷是初粘强度低且涂布安装请求精细的主动供胶计量混合零碎,对EVA、NY、铝箔等粘接功用不佳;而第3代为在第2代根底上改良的双组分体系,不但初业功用好,而且耐高温蒸煮,也可适用于铝箔等的粘接。
该胶粘剂次要有以下几类:端异氰酸酯基PU预聚体、热塑性PU、丙烯酸酯-PU和封锁型PU等。其中,湿固化型为支流,反响热熔型和光、射线固化型正处于适用化阶段,开展很快。
端异氰酸酯基PU预聚体可与潮气反响而交联固化,因此也称湿固化PU胶水。湿固化型PU胶水是木材、土木修建及构造用的优良的胶粘剂,也常用作密封剂,在汽车、修建及机械行业中已发扬主要作用。1993年,美国共有近300家公司消费该类密封剂,已占领了修建用密封剂的主导位置。PU密封剂在修建业中次要用混凝土制板幕墙、钢筋混凝土和石板、薄板、玻璃纤维钢筋混凝土等施工缝的密封,运用寿命可达15~20a。。

热塑性PU又称异氰酸酯改性PU,是一种具有端羟基的线型氨基甲酸酯聚合物,次要包括以下3品种型:溶剂型胶粘剂可用作鞋用胶粘剂,适用于请求胶层坚硬、初粘强度高的场所;水基型PU胶水具有无毒、不烯的一般长处,且适用于易被无机溶剂腐蚀的资料。此外,其粘度不随聚合物分子质量的变化而变化,可使聚合物高分子化,以进步其内聚强度,固含量相反时,其粘度比溶剂型低,可制得高固含量的产品。次要用作木材胶粘剂和织物处置剂;反响性热熔型含有可反响活性基团,兼具反响型和热熔型胶粘剂的功用,以湿固化型为主,目前已在建材、家具、电气、书籍装订、汽车等范畴取得了使用。
封锁型PU胶水是指用某些化合物如苯酚、亚硫酸氢钠等将端异氰酸酯基团临时维护起来,避免水或其他活性物与其作用。运用时可在必定温度下解离封锁剂,开释出活性异氰酸酯基团,发扬其固有功用。研制此类胶粘剂的手段是为了配制水乳液型胶粘剂或延伸胶粘剂的运用和储存工夫。目前市售产品有Du Pont公司消费的Hylene MP;Mobay公司消费的Mondur S、Ashland公司消费的胺基酰亚胺等等。在粘接轮胎帘子布、产业织物、金属线和玻璃的进程中,封锁型PU胶水可起到主要的作用。
水性PU胶水是指PU溶于水或聚集于水中而构成的胶粘剂,在实践使用中水性PU以PU乳液或聚集液居多,水溶液型较少。
欧洲最早研讨开拓PU水聚集液体系,...年代后构成了几种较为幼稚的制备办法,如丙酮法、预聚体聚集法、熔融聚集法、酮亚胺酮连氮法等。产品类型次要有自乳化型和强迫乳化型2类。
近年来针对水性PU胶水枯燥速度慢、对非极性基材润湿性差、初粘性低以及耐水性不好等题目停止了大批研讨并取得了较大停顿。研讨后果标明:如固含量进步到50%以上,在40~60℃的枯燥温度下其枯燥速度与一般溶剂型PU胶水类似。与其他乳液(如EVA、丙烯酸酯乳液等)共混,构成互穿网络或接枝构造,即可进步初粘性和粘接功用,又可升高本钱。采用交联法可进步耐水、耐热功用。如德国BASF公司阴离子聚醚型水性PU复合薄膜胶粘剂,功用已到达双组分溶剂型PU胶水的程度。
我国PU胶水的技术开展静态:引进胶种的国产化。
其次要品种有:疾速固化的汽车挡风玻璃用单组分湿固化PU胶水、低模量高弹性单组分PU修建密封胶、食品产业用低粘度、高强度、耐高温双组分PU复膜胶、储存波动的水性PU乳液胶粘剂、疾速固化反响性PU热熔胶等。其次,是对现有品种的质量改良。
近年来我国PU胶水坚持着较高的增加速度,技术研讨开拓也取得了很大的停顿,但产业化速度太慢,已商品化的产品也由于范围小、装备工艺落伍等缘由,在合作中处于有利的位置。针对以下状况,国际企业与研讨单位应加大投入,重点开展与PU胶水配套的原料助剂,尽快完成原料、助剂的国产化,升高本钱。同时还要放慢装备、施工机具及包装容器的技术变革。另外,还必需加大对顺应环保、资源等政策法规请求的水性胶、热熔胶、无溶剂胶的研讨开拓力度。



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