聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成、改性与应用
聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成、改性与应用

技术研讨与交流II畫驚器&扯◎啊蛋虧0◎腮收稿日期:2018-12-17作者简介:李国遵(1988-),男,硕士,主要从事聚氨酯、聚豚的研发工作,发表多篇论文、专利。
E-mail:liguozun@。
聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成、改性与应用李国遵,高之香,李士学,李建武,陈雨,赵苗(三友(天津)高分子技术有限公司,天津300211)摘要:通过查阅国内外相关文献资料,简要阐述了聚氨酯胶粘剂的性能、结构、合成、改性及应用等相关内容,综述了聚氨酯胶粘剂目前国内外的研究现状及研究进展,并对聚氨酯胶粘剂的发展做了展望。
关键词:聚氨酯胶粘剂;合成;改性;应用;研究进展中图分类号:TQ433.4+32文献标识码:A文章编号:1001-5922(2019)05-0177-04随着科学技术的发展,我国胶粘剂工业持续快速发展。
硅树脂、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸酯和其他各种胶粘剂广泛应用于各个领域円。
聚氨酯(PU)胶粘剂优异的机械性能、良好的耐低温性、耐酸碱性、耐油污性和与基材良好粘合性在众多材料中脱颖而出“。
聚氨酯胶粘剂是分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或(和)异氤酸酯基团(-NCO)的粘合剂。
分子链中大量的氨基甲酸酯、基甲酸酯、缩二和其他基团赋予聚氨酯胶粘剂优异的性能“81o1异氧酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状聚氨酯胶粘剂的合成是基于异氤酸酯独特的化学性质。
异氤酸酯是分子中含有异氤酸酯基团(-NCO)的化合物,该基团具有重叠双键排列的高度不饱和键结构,能与各种含活泼氢的化合物进行反应。
在聚氨酯胶粘剂领域,主要使用含有2个或多个-NCO特征基团的异氤酸酯。
根据产品在光照下是否发生黄变现象将聚氨酯胶粘剂分为通用型异氤酸酯聚氨酯胶粘剂和耐黄变型异氤酸酯聚氨酯胶粘剂。
1.1通用型异氧酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状通用氤酸酯,即芳香幅氤酸酯是目前聚珮工业使用最广泛的异氤酸酯,由于结构中与苯环相连的亚甲基易被氧徳解团Wt料处黄变罷常用的W1W氤酸酯有TDI、MDI和PAPI等。
聚氨酯胶粘剂的研究进展合成改性与应用

聚氨酯胶粘剂的研究进展合成改性与应用
聚氨酯胶粘剂是一种具有广泛应用前景的高性能胶粘剂,广泛应用于建筑、汽车、电子、造纸等行业。
近年来,对聚氨酯胶粘剂的研究主要集中在合成改性和应用两个方面。
聚氨酯胶粘剂的合成改性是提升其性能和降低成本的关键。
目前常用的合成方法有原
位聚合法、预聚体法和液体法。
原位聚合法是将胶粘剂的原料分子直接聚合成聚氨酯胶粘剂。
这种方法具有高效、经济的特点,但需要高温和高压条件下进行。
预聚体法是先合成
聚氨酯预聚体,再与交联剂进行反应生成胶粘剂。
这种方法可以调控胶粘剂的性能和黏度,但对于水浸稳定性较差。
液体法是将单体或预聚体直接与交联剂反应,具有简单、快速的
优势,但需要使用溶剂,不利于环境保护。
为了提高聚氨酯胶粘剂的性能,可以通过改变原料组成、改变预聚体的分子结构、引
入纳米材料等手段进行改性。
可以使用不同种类和比例的原料来调节胶粘剂的硬度、粘度
和耐热性。
还可以通过改变预聚体的分子结构来实现胶粘剂的弹性、耐候性和抗化学品性
能的调节。
引入纳米材料可以提升胶粘剂的力学性能、耐热性和阻燃性能。
聚氨酯胶粘剂的应用领域广泛。
在建筑行业中,聚氨酯胶粘剂常用于地板、墙板和屋
顶的固定和密封。
在汽车行业中,聚氨酯胶粘剂被广泛应用于车身结构的粘接和密封。
在
电子行业中,聚氨酯胶粘剂常用于芯片封装和线路板的固定。
在造纸行业中,聚氨酯胶粘
剂被用于纸张的加固和编织材料的粘接。
聚氨酯胶粘剂还可以用于医用材料、纺织品、船
舶等领域。
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展

水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展水性聚氨酯胶粘剂是近年来在胶粘剂领域中备受关注的一种新型材料,其具有环保、优良的性能和广泛的应用前景,因此受到了国内研究者的广泛关注和研究。
本文将对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展进行综述,以期为相关研究提供参考和指导。
一、水性聚氨酯胶粘剂的基本性能水性聚氨酯胶粘剂是一种以水为分散介质的聚氨酯胶粘剂,其具有以下基本性能:1. 环保性:水性聚氨酯胶粘剂不含有机溶剂,不产生挥发性有机化合物(VOCs),符合环保要求,适合现代环保意识的需求。
2. 耐候性好:水性聚氨酯胶粘剂在各种恶劣环境下的耐候性能好,具有优异的耐水性、耐油性和耐化学品腐蚀性,因此适用于一些特殊场合的使用。
3. 粘接性能优良:水性聚氨酯胶粘剂具有优异的粘接性能,不仅可以粘接多种基材,而且在低温、高湿等条件下仍能保持较好的粘接性能。
4. 施工性好:水性聚氨酯胶粘剂在施工过程中不含有毒有害物质,不产生刺激性气味,施工方便、安全。
5. 广泛的应用前景:水性聚氨酯胶粘剂可广泛应用于纺织品、皮革、木材、金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等材料的粘接,具有广阔的市场前景。
1. 水性聚氨酯胶粘剂的合成方法水性聚氨酯胶粘剂的合成方法是该领域的关键研究方向之一。
国内研究者通过改进聚氨酯的合成工艺和改良配方,逐渐实现了水性聚氨酯胶粘剂的高效合成。
研究者采用预聚体法合成了具有优异性能的水性聚氨酯胶粘剂,提高了产品的性能指标和降低了成本。
2. 水性聚氨酯胶粘剂的性能改进水性聚氨酯胶粘剂的性能改进是国内研究的重点之一。
研究者通过改变水性聚氨酯的结构和分子量、添加特定的助剂等手段,提高了水性聚氨酯胶粘剂的粘接强度、耐水性、耐热性等性能,使其更加适合各种特定的应用场合。
3. 水性聚氨酯胶粘剂的应用研究水性聚氨酯胶粘剂的应用研究是国内研究的重要方向之一。
研究者针对不同的应用领域,如纺织品、皮革、木材、金属、塑料等材料的粘接需求,进行了一系列的应用研究。
mdi基水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究

mdi基水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能研究1概述mdi基水性聚氨酯胶粘剂(polyurethane adhesive)是一种穿透性胶粘剂,可以同时实现强度和附着力,是目前工业制造过程中广泛使用的胶粘剂之一。
一般来说,mdi基水性聚氨酯胶粘剂具有优异的机械强度、耐热强度、耐非常冷和高温环境耐久性,广泛应用于家具制造、汽车制造、家电机械以及建筑行业。
2合成过程MDI基水性聚氨酯胶粘剂的研制过程大致可分为以下几个步骤:(1)合成MDI基原料:用特殊的化学原料(如挥发性溶剂,四氯化碳,甲苯)经过精确控制合成反应,以生成MDI(氨基甲酰二苯甲醚)及其他MA(甲氨基苯甲酰二酸)等组份。
(2)合成溶剂:将MDI和MA混合,加入水或醇为溶剂制成合成水性溶液;(3)引入增强剂:注入胶粘剂合成溶液中的增强剂(如矿物油、溶剂油、界面活性剂等)可使该水性聚氨酯胶粘剂的机械之强度和粘接性能更为优异;(4)合成聚氨酯。
将上述各原料混合,加入所需的各种增强剂,利用连乳剂工艺或者聚氨酯柔性膜工艺,进行低温反应或高温反应,以生成具有高强度、高粘接力、耐环境及机械性能的富弹性水性聚氨酯胶粘剂。
3性能特点MDI基水性聚氨酯胶粘剂具有良好的粘接性能,能有效满足特定的粘接任务。
它具有良好的机械强度,耐冷热,抗紫外线等特性,能够提供更稳定的结构支撑,增强制造件整体的可靠性。
它还具有优异的耐热能力和附着力,有效提高了制件性能,确保了粘接件获得良好的湿稳定性。
此外,它不仅具有良好的抗化学腐蚀性能,而且还能有效降低上衣层渗透性,从而改善了产品的耐久性。
4结论MDI基水性聚氨酯胶粘剂具有优异的机械强度、耐热强度、耐非常冷和高温环境耐久性,对建筑行业,家具制造行业,汽车制造行业,家电机械行业等有很大的助力和作用。
同时,它还具有良好的抗化学腐蚀性能,抗紫外线能力,改善表面渗透性,能够持久耐久,更安全,满足现代行业多种需求。
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展

水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展水性聚氨酯胶粘剂是一种环保型、无毒、无味、无挥发有机物的新型胶粘剂,随着人们对环境保护意识的不断提高和对产品质量要求的不断提升,水性聚氨酯胶粘剂得到了广泛的应用。
本文将对水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展进行分析与总结,以期能够更好地推动该领域的发展。
一、水性聚氨酯胶粘剂的概述水性聚氨酯胶粘剂是以聚氨酯为主要基料,与水为溶剂,再加入一定的添加剂制成的一种新型环保型粘接材料。
与传统的有机溶剂型聚氨酯胶粘剂相比,水性聚氨酯胶粘剂具有不易燃、成本低、环保性好等优点,已广泛应用于汽车、家具、包装、建筑等领域。
二、水性聚氨酯胶粘剂的国内研究现状1. 水性聚氨酯胶粘剂的材料研究在水性聚氨酯胶粘剂的研究中,材料的选择是一个至关重要的环节。
国内研究者通过优化聚氨酯树脂的种类和结构,改进交联剂的配方,提高了水性聚氨酯胶粘剂的性能,使其具有更好的粘接性和机械性能。
2. 水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺研究水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺对产品质量具有重要影响。
国内研究者通过改良反应条件和生产工艺,优化了水性聚氨酯胶粘剂的生产工艺,提高了产品的稳定性和性能。
4. 水性聚氨酯胶粘剂的应用研究水性聚氨酯胶粘剂的应用研究是国内研究的一个重要方向。
国内研究者通过开发新的应用领域和优化应用工艺,推动了水性聚氨酯胶粘剂在汽车、家具、包装、建筑等领域的应用。
三、水性聚氨酯胶粘剂国内研究的发展趋势1. 环保性更高随着环保意识的提高,水性聚氨酯胶粘剂的研究将更加注重其环保性能,包括减少挥发有机物(VOC)排放、降低对环境的影响等方面。
2. 功能性更好水性聚氨酯胶粘剂的功能性将成为其研究的重点方向,包括提高粘接强度、耐高温性能、耐候性能等方面,以满足不同领域的需求。
3. 多样化应用水性聚氨酯胶粘剂将会在国内更多的领域得到应用,包括电子、航空航天、轨道交通等高新技术领域。
4. 自主创新能力水性聚氨酯胶粘剂国内研究将更加注重自主创新,提高自主研发能力,加强自主品牌建设,推动中国水性聚氨酯胶粘剂产业的发展。
聚氨酯胶黏剂的制备、配方及其应用

பைடு நூலகம்
➢ 按组分数: 单组分聚氨酯胶黏剂 ;双组分聚氨
酯胶黏剂 (API、醇+预聚体)
• 总的来说,聚氨酯粘接机理可以总结为: • (1)异氰酸酯基与基材活泼氢反应形成化学键
粘接; • (2)异氰酸酯树脂与基材含氧、氮等的大极性
基团形成氢键结合; • (3)在多孔材料中形成机械粘接; • (4)在橡胶和部分塑料形成过渡层粘接。
NCO + HO
O NH C O
异氰酸酯化学键胶接机理示意图
2.1 粘接件间的作用力
• 粘接件之间的作用力主要有化学键、分子间力、 界面静电引力和机械作用力。
• 胶黏剂与被粘物之间引入化学键。例如:聚氨酯 胶黏剂粘橡胶、纤维等物质,发生化学反应而增 大粘接强度。
• 分子间力分为色散力、诱导力、取向力(以上合 称范德华力)以及氢键。高分子胶黏剂色散力较 大,可占全部分子间作用力的80%-100%,氢键力 则大于范德华力。
➢ 1994年国家正式批准成立“中国聚氨酯工业协会,下设 “聚氨酯胶黏剂委员会”,该委员会业已成为全国聚氨酯 胶黏剂技术与信息交流的中心。
1.3 聚氨酯胶黏剂的分类
➢ 按用途:通用型、食品包装用、鞋用、
木材和织物用、汽车用等聚氨酯胶黏剂等。
聚氨酯胶带
Ø 按反应组分:
ü 多异氰酸酯胶黏剂:(单体胶黏剂) ü 含异氰酸酯基聚氨酯胶黏剂:主要组成含异氰酸酯基
➢ 中国1956年研制并生产三苯基甲烷三异氰酸酯(列克纳胶)、 甲苯二异氰酸酯(TDI)、双组分溶剂型聚氨酯胶黏剂。1966 年聚氨酯胶黏剂投入生产。
水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展

水性聚氨酯胶粘剂国内研究进展近年来,水性聚氨酯胶粘剂得到了广泛的应用和发展。
相比传统的有机溶剂型聚氨酯胶粘剂,水性聚氨酯胶粘剂具有环保、无毒、低挥发性、良好的可再涂性和可加工性等优点。
因此,具有广阔的市场前景和应用前景。
在这篇文章中,我们将探讨水性聚氨酯胶粘剂的国内研究进展。
一、水性聚氨酯胶粘剂的制备方法水性聚氨酯胶粘剂的制备方法多种多样,目前主要有以下几种方法:1.两步法两步法是水性聚氨酯胶粘剂的常用制备方法。
它的制备步骤是首先制备预聚体,再将预聚体与辅料混合,形成水性聚氨酯胶粘剂。
两步法制备水性聚氨酯胶粘剂操作简单、可控性好且能够得到高质量、高性能的产品。
2.原位聚合法原位聚合法指的是将原料直接混合在一起,通过化学反应形成聚氨酯胶粘剂。
这种方法制备水性聚氨酯胶粘剂工艺简单、节约能源。
但原位聚合法制备的水性聚氨酯胶粘剂的分子量分布广,质量不稳定,性能较差。
3.单一分散剂法单一分散剂法是以单一分散剂为辅料制备水性聚氨酯胶粘剂的方法。
与传统的两步法相比,单一分散剂法制备水性聚氨酯胶粘剂具有反应速度快、废料少、分子分散均匀、分子分布窄等优点。
水性聚氨酯胶粘剂的性能研究主要包括物理性能、化学性能、应用性能等方面。
1.物理性能水性聚氨酯胶粘剂的物理性能包括黏度、流变学性质、自粘性、干燥性、热稳定性、耐水性等方面。
这些性能直接影响着水性聚氨酯胶粘剂的应用性能。
2.化学性能3.应用性能三、水性聚氨酯胶粘剂在实际应用中的优势水性聚氨酯胶粘剂的应用范围广泛,特别是在纤维素工业和漆工业方面表现突出。
相对于传统的有机溶剂型聚氨酯胶粘剂,水性聚氨酯胶粘剂在应用中的优势主要有以下几点:1.环保水性聚氨酯胶粘剂不含有害溶剂、挥发性有机化合物、异味、异味等有害成分,且废弃物易于处理和回收,不影响环境安全。
2.良好的涂覆性能水性聚氨酯胶粘剂的追求到物质分子分布均匀,近年来通过技术逐步实现了其优雅的涂覆性能。
除此以外,其耐黄变性能和较长的擦洗寿命,亦可以作为涂料应用的标替性指标。
聚氨酯胶黏剂的应用进展

聚氨酯胶黏剂的应用进展摘要:聚氨酯胶黏剂是一种重要的工业粘接材料,广泛应用于汽车、电子、建筑、家具等领域。
本文对聚氨酯胶黏剂的制备、性能、应用等方面进行了综述。
关键词:聚氨酯胶黏剂,制备,性能,应用随着工业生产和科技的不断进步,粘接技术在工业生产和日常生活中得到了广泛应用。
聚氨酯胶黏剂作为一种重要的工业粘接材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文旨在综述聚氨酯胶黏剂的制备方法、性能表现、应用领域等方面的研究进展,并分析聚氨酯胶黏剂存在的问题和未来的发展方向。
一、制备方法聚氨酯胶黏剂的制备方法通常包括以下步骤:1. 原料选择:选择合适的多元醇、异氰酸酯和助剂作为原料。
2.预聚合物制备:将多元醇和异氰酸酯混合后,在一定的温度、时间和条件下进行反应,得到聚氨酯预聚合物。
3.胶黏剂制备:将预聚合物加入溶剂中,再加入固化剂和其他助剂,在一定的温度、时间和条件下进行混合反应,得到聚氨酯胶黏剂。
二、性能表现聚氨酯胶黏剂具有粘接强度高、耐久性好、耐热、耐寒、耐候性好等特点。
1.高强度:由于聚氨酯胶黏剂具有优异的粘结能力,可以在连接不同材料的过程中提供极高的连接强度。
2. 耐腐蚀性:聚氨酯胶黏剂具有耐腐蚀性能,不易受化学品和环境变化的影响。
3. 耐高温性:聚氨酯胶黏剂具有高温耐受性,能够在高温环境中长时间保持良好的性能表现。
4.抗疲劳性:聚氨酯胶黏剂具有抗疲劳性,即使在多次剪切和振动的情况下,仍能保持优异的性能表现。
5.环保性:聚氨酯胶黏剂具有环保性能,不含甲醛等有害物质,符合环保标准和要求。
三、应用领域聚氨酯胶黏剂具有高强度、耐热性、耐化学腐蚀性等优良特性,因此在工业生产中得到广泛应用。
1.聚氨酯胶黏剂在建筑领域的应用聚氨酯胶黏剂在建筑领域中的应用是比较广泛的,主要用于粘接墙体保温材料,粘接地板,封闭保温结构缝隙,连接钢结构,以及用于各种家具的组装。
例如,聚氨酯泡沫胶黏剂广泛应用于外墙外保温系统和保温结构的粘接,优点是具有良好的粘结强度和可塑性,可以适应各种不同材料的基面。
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聚氨酯胶粘剂的研究进展、合成、改性与应用李国遵;高之香;李士学;李建武;陈雨;赵苗【摘要】通过查阅国内外相关文献资料,简要阐述了聚氨酯胶粘剂的性能、结构、合成、改性及应用等相关内容,综述了聚氨酯胶粘剂目前国内外的研究现状及研究进展,并对聚氨酯胶粘剂的发展做了展望.【期刊名称】《粘接》【年(卷),期】2019(040)005【总页数】4页(P177-180)【关键词】聚氨酯胶粘剂;合成;改性;应用;研究进展【作者】李国遵;高之香;李士学;李建武;陈雨;赵苗【作者单位】三友(天津)高分子技术有限公司,天津 300211;三友(天津)高分子技术有限公司,天津 300211;三友(天津)高分子技术有限公司,天津 300211;三友(天津)高分子技术有限公司,天津 300211;三友(天津)高分子技术有限公司,天津 300211;三友(天津)高分子技术有限公司,天津 300211【正文语种】中文【中图分类】TQ433.4+32随着科学技术的发展,我国胶粘剂工业持续快速发展。
硅树脂、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸酯和其他各种胶粘剂广泛应用于各个领域[1~4]。
聚氨酯(PU)胶粘剂优异的机械性能、良好的耐低温性、耐酸碱性、耐油污性和与基材良好粘合性在众多材料中脱颖而出[5,6]。
聚氨酯胶粘剂是分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或(和)异氰酸酯基团(-NCO)的粘合剂。
分子链中大量的氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲和其他基团赋予聚氨酯胶粘剂优异的性能[7,8]。
1 异氰酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状聚氨酯胶粘剂的合成是基于异氰酸酯独特的化学性质。
异氰酸酯是分子中含有异氰酸酯基团(-NCO)的化合物,该基团具有重叠双键排列的高度不饱和键结构,能与各种含活泼氢的化合物进行反应。
在聚氨酯胶粘剂领域,主要使用含有2个或多个-NCO特征基团的异氰酸酯。
根据产品在光照下是否发生黄变现象将聚氨酯胶粘剂分为通用型异氰酸酯聚氨酯胶粘剂和耐黄变型异氰酸酯聚氨酯胶粘剂。
1.1 通用型异氰酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状通用型异氰酸酯,即芳香族异氰酸酯是目前聚氨酯工业使用最广泛的异氰酸酯,由于结构中与苯环相连的亚甲基易被氧化生成醌类发色基团导致材料发生黄变[9]。
常用的通用型异氰酸酯有TDI、MDI和PAPI等。
TDI常温下为液态,使用方便,是聚氨酯工业中最早使用的异氰酸酯。
Aung等[10]用某种方法从麻疯树籽油中提取了多元醇,与TDI反应制备木材用聚氨酯胶粘剂,该胶粘剂具有较高的剪切强度和良好的耐化学腐蚀性,能够满足木材工业的要求。
杜厚俊等[11]用复合多元醇与TDI反应制得一种双组分高强度聚氨酯密封胶,具有良好的耐高低温性能。
固化后在70℃条件下处理72h的拉伸剪切强度可达10.78MPa,在-50℃条件下的拉伸剪切强度可达11.62MPa。
由于TDI饱和蒸汽压高,毒性大、易挥发,对环境和操作人员带来极大的危害,在一些领域被限制使用。
MDI不仅毒性小,而且结构更加规整其制品具有更强的力学性能。
Ruan等[12]用MDI合成生物基聚氨酯反应热熔胶,具有良好的耐热性和耐化学腐蚀性,对聚碳酸酯基材、塑料基材、不锈钢基材均有良好的附着力。
Fuensanta等[13]使用不同分子质量聚丙烯醇和MDI通过简易方法合成了热塑性聚氨酯压敏胶,发现随体系中硬段含量的增加,胶粘剂的剪切强度和弹性模量也有所增大,但是胶粘剂的相分离程度降低。
杜厚俊等[14]用MDI制成聚氨酯胶粘剂,不仅粘接强度高、环境适应性好,而且具有优异的低温性能。
PAPI是含有不同官能度的多异氰酸酯混合物,平均官能度大于2,能够提供更多的交联点,而且价格更加便宜。
Qiao等[15]将PEG-400和PAPI合成的预聚体引入到玉米淀粉胶粘剂中,合成聚氨酯基玉米淀粉胶粘剂,发现PAPI型聚氨酯预聚物的引入不仅降低了胶粘剂的固化温度,提高了热稳定性,而且提高了木材的耐水性。
来雅赟等[16]用聚酯多元醇和PAPI制备的木质素基聚酯型聚氨酯胶粘剂,具有较好的热稳定性、较高的断裂伸长率和剪切强度。
1.2 耐黄变型异氰酸酯聚氨酯胶粘剂的研究现状为改善通用型异氰酸酯引起聚氨酯材料黄变的现象,除使用相关助剂外,应该避免苯环共轭醌式结构生色团的产生。
为此研究者们开发了许多耐黄变型异氰酸酯:如苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮异氰酸酯(IPDI)等等。
张熙等[17]用HDI合成聚氨酯预聚体制得的胶粘剂具有较好的耐黄变性和机械性能。
马元明等[18]公开了了一种具有优异耐黄变性能的双组分环保型聚氨酯胶粘剂,固化剂组分B由IPDI和XDI或HDI三聚体的一种或者几种混合物以及相关填料和助剂合成,产品的耐黄变性能达到了四级,有效地改善了现有胶粘剂耐黄变性能差的问题。
赵利君等[19]用IPD、HDI三聚体与多元醇合成一种新型的胶粘剂,具有优异的粘接性、耐温性和耐黄变性。
2 聚氨酯胶粘剂的改性研究现状尽管聚氨酯胶粘剂具有优良的性能,但容易受到诸如光、热、氧、水等外界环境的影响,降低其使用价值。
随着社会的发展,聚氨酯胶粘剂单一的性能已经不能满足应用需求,对聚氨酯胶粘剂的改性研究已经成为热点领域,其中物理改性和化学改性是主要的改性方法。
2.1 物理改性物理改性主要是在聚氨酯胶粘剂制备过程中,通过一定条件掺杂一些填料、添加剂来改善胶粘剂性能的一种方法。
周晓等[20]探讨了石英粉作为填料对单组分聚氨酯胶粘剂性能的影响,发现石英粉与聚氨酯胶粘剂体系具有良好的相容性,对聚氨酯胶粘剂产品的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度有明显的提升作用。
Nacas等[21]首先将纳米BN超声分散于多元醇中,然后与MDI反应,制备用于食品包装的聚氨酯胶粘剂薄膜。
与未加纳米BN的胶粘剂相比,薄膜的水蒸气透过率降低了50%,粘接强度提高了37%,剥离强度提高7.14%。
李栋等[22]将SiO2纳米纤维添加到聚氨酯基体中,发现SiO2纳米纤维表面的羟基与聚氨酯形成紧密的交联结构,提高了胶粘剂的粘接性、胶膜的硬度、拉伸强度,但也增加了胶体黏度。
2.2 化学改性化学改性是一种通过聚合物化学反应改变分子链上原子或原子团类型及其结合方式的改性方法,其中嵌段、接枝等是聚氨酯胶粘剂常用的几种化学改性方法[23]。
其中高性能的环氧树脂改性聚氨酯胶粘剂、丙烯酸酯改性聚氨酯胶粘剂、有机硅树脂改性聚氨酯胶粘剂是行业内竞相开发的目标。
环氧树脂具有良好的粘接性、耐腐蚀性、高强度等诸多优点,但是韧性较差,将环氧基引入聚氨酯体系中能够获得性能更好的产品。
袁振[24]等公开了一种外用拉拔测试用早强型双组分聚氨酯-环氧树脂复合胶粘剂,多元醇、环氧树脂填料、助剂组成A组分,B组分主要是异氰酸酯。
2种组分按特定比例混合后2min内固化,30min内达到测试所需强度的聚氨酯胶粘剂,能够满足外墙外保温测试需要。
聚丙烯酸酯对光、热、氧等有着良好的耐受性,但同时存在较大脆性。
聚丙烯酸酯改性聚氨酯胶粘剂可以在性能方面得到互补。
Liu B等[25]用特殊方法合成高粘接强度、低体积收缩率的丙烯酸酯-聚氨酯胶粘剂。
对玻璃、PET、PVC、PC等基材有着良好的粘接性,体积收缩率仅为1.75%。
辛浩波等[26]同时用丙烯酸酯和环氧树脂对聚氨酯胶粘剂进行改性,结果表明,该聚氨酯胶粘剂的耐温性优于未改性的聚氨酯胶粘剂,但是随着环氧树脂用量的增加,胶粘剂在乙酸乙酯中的溶解度降低。
硅烷改性聚氨酯胶粘剂不但能够提高柔韧性还能避免传统聚氨酯胶粘剂固化易起泡、对光滑基材粘接性差的缺点。
Zhao等[27]用硅烷改性的HDI三聚体(HDI-T)、HDI、聚四氢呋喃为主要原料合成硅烷改性聚氨酯材料。
制备的聚氨酯材料表面疏水性增强,吸水性降低,随着HDI-T含量的增加,材料的弹性模量、拉伸强度和硬度均有所提高,但断裂伸长率下降。
何飞强等[28]用环氧大豆油和硅氧烷双重改性水性聚氨酯胶粘剂,随着环氧大豆油与硅氧烷的加入,胶膜的拉伸强度持续增大,吸水性则呈现先下降后升高的趋势。
3 聚氨酯胶粘剂的应用由于聚氨酯结构的特殊性,通过调节分子链中软硬段的结构以及比例,可以制备出性能各异的胶粘剂产品,广泛应用于建筑、木材、薄膜软包装、车辆、制鞋、生物医学等各种领域[29~33]。
3.1 建筑与木材领域聚氨酯胶粘剂良好的粘接性、耐低温性、耐磨性、耐腐蚀性,在建筑以及木材粘接领域中发挥着重要作用[34]。
Brunetti等[35]讨论了碳纤维增强单组分聚氨酯粘合剂用于木质胶合梁内侧的可行性。
结果表明,用聚氨酯胶粘剂加固的胶合梁的强度和刚度与用环氧胶粘剂加固的胶合梁基本相同,完全可以满足工业化生产的需要。
Xiao等[36]将聚氨酯发泡胶应用于建筑的砺石,发现经过聚氨酯发泡胶处理过的砺石比起传统胶凝材料处理的砺石有更高的强度和刚度,而且还表现出了一定的韧性。
3.2 软包装领域聚氨酯胶粘剂对薄膜载体有着良好的粘接性,优异的耐热、耐水、耐介质等性能,广泛应用于软包装领域。
赫小芳等[37]将制得的水性聚氨酯胶粘剂均匀涂敷在铝箔带上得到性能良好的铝箔带胶膜。
当R为3.5时,铝箔带的阻隔性能、热封强度达到了11.9N/15mm,易氧化物含量小于0.5mL,其中有机溶剂残留物均符合医用包装材料的要求。
刘超等[38]成功合成了以丙烯酸酯为核、聚氨酯为壳的水性聚氨酯丙烯酸酯乳液,与水性聚氨酯相比,具有更好的耐水性能以及乳液胶膜性能,易氧化物指标、有机溶剂残留量等指标符合食品包装容器标准。
3.3 车辆领域聚氨酯胶粘剂对金属材料、复合材料、塑料等良好的粘接性以及良好的抗冲击、减振性被广泛应用于车辆领域[39-41]。
Zain等[42]合成生物基聚氨酯胶粘剂,用于汽车上复合材料的粘接。
该胶粘剂与Al基复合材料有着良好的粘接性,而且具有优异的力学性能和热稳定性,能够满足汽车使用的要求。
3.4 制鞋领域传统的鞋用胶粘剂如氯丁橡胶、改性氯丁橡胶等,在长期使用过程中逐渐表现出粘接性能差、不耐增塑剂渗透以及苯类溶剂含量高等问题。
聚氨酯胶粘剂逐渐成为鞋用胶粘剂的主要发展方向[43~45]。
罗韦逊[46]制得了具有良好初粘力、高力学强度、大表面接触角的鞋用水性聚氨酯胶粘剂。
杨银龙等[47]合成一种新型革用高固含量封闭型聚氨酯胶粘剂,当交联系数为1.2时,其断裂伸长率超过了650%,拉伸强度超过20MPa,性能优于进口同类产品。
3.5 生物医学领域聚氨酯胶粘剂中含有的氨基甲酸酯结构与氨基酸相似,具有良好的生物相容性,大量的临床实验数据表明,聚氨酯胶粘剂能够广泛用于生物医学领域[48]。
王雪琴[49]使用具有生物相容性聚氨酯粘合剂作为皮肤表面的凝胶垫,以减轻手术压迫性溃疡引起的疼痛。
文献[50]报道一种聚氨酯基生物医学胶粘剂,临床实验表明该聚氨酯胶粘剂良好的生物相容性有助于L929细胞在6h、24h和48h3个时段保持良好的粘接。