聚氨酯胶黏剂的研究进展
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【摘要】本文从胶粘剂的概述、聚氨酯胶粘剂的特点和研究背景开始,介绍了聚氨酯胶粘剂的合成方法和改性研究。
然后详细探讨了聚氨酯胶粘剂在电子、汽车和建筑领域的应用。
展望了聚氨酯胶粘剂在未来的研究前景,并总结了本文的内容。
通过本文的介绍,读者可以了解聚氨酯胶粘剂在不同领域的应用和发展前景,为相关研究提供参考和启发。
【关键词】聚氨酯胶粘剂、胶粘剂、合成、改性、电子领域、汽车领域、建筑领域、研究进展、应用、研究前景、总结、展望。
1. 引言1.1 胶粘剂的概述胶粘剂是一种具有粘合性的材料,广泛应用于各个领域,包括电子、汽车、建筑等。
胶粘剂可以将不同材料牢固地粘合在一起,起到连接、密封和固定的作用。
胶粘剂根据其成分和性质可分为多种类型,如环氧胶、聚氨酯胶、丙烯酸胶等。
胶粘剂的选择在工程中至关重要,因为不同的场合需要选择不同性能的胶粘剂来满足需求。
胶粘剂的性能主要包括粘合强度、耐温性、耐化学腐蚀性、粘接可靠性等。
现代工业对胶粘剂的要求越来越高,需要胶粘剂具有高强度、高粘接性、耐候性好、易于使用等特点。
1.2 聚氨酯胶粘剂的特点1. 聚氨酯胶粘剂是一种具有优异性能的胶粘剂,其特点包括耐热性好、耐化学品侵蚀性强、粘接强度高、耐疲劳性好等。
2. 聚氨酯胶粘剂具有良好的粘接性能,能够在不同材料之间形成强大的粘接力,适用于多种复杂的粘接任务。
3. 聚氨酯胶粘剂具有优异的耐候性和耐老化性能,能够长期保持稳定的力学性能,适用于长期使用的环境。
4. 聚氨酯胶粘剂的固化速度可调,可以根据具体需要进行调整固化时间,便于操作和控制。
5. 聚氨酯胶粘剂具有良好的流变性质,易于涂布和覆盖,能够满足不同形状和表面的粘接需求。
聚氨酯胶粘剂以其优越的性能特点,在各种工业领域得到广泛应用,是一种非常重要的胶粘剂材料。
1.3 研究背景研究背景主要包括两个方面:一是随着新材料、新工艺的不断涌现,对胶粘剂的性能要求不断提高,需要开发出更加高效、稳定、环保的胶粘剂;二是各行各业对胶粘剂的市场需求逐渐增加,尤其是在电子、汽车、建筑等领域,对胶粘剂的性能和应用范围提出了更高的挑战。
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。
聚氨酯胶粘剂项目可行性研究报告

聚氨酯胶粘剂项目可行性研究报告一、项目背景和市场分析目前,国内胶粘剂市场需求增长迅猛,但市场上的聚氨酯胶粘剂供应较为紧张,市场需求与供应之间存在一定的缺口。
根据市场调研数据显示,聚氨酯胶粘剂市场年均增长率达到20%,预计未来几年内,市场仍将保持良好的增长势头。
二、项目优势和竞争分析1.技术优势:现有成熟的聚氨酯胶粘剂技术,有效保证产品质量和性能。
2.市场优势:市场上聚氨酯胶粘剂的供应紧张,项目能够满足市场需求并迅速占领市场份额。
3.成本优势:项目采用先进的生产工艺,确保产品质量的同时,降低了生产成本,提高了项目的盈利能力。
三、项目投资规模和回报预测1.投资规模:按照项目的生产规模和生产设备投资等因素,初步估计项目总投资为XXX万元。
2.回报预测:根据市场需求增长情况和产品竞争力分析,预计项目投产后,年销售额可达XXX万元,年净利润可达XXX万元。
根据项目投资回收期、投资内部收益率等指标计算,项目具有较好的投资回报能力。
四、市场营销策略1.渠道建设:与经销商、代理商建立长期合作关系,建立完善的销售渠道,提高产品的市场覆盖率和销售量。
2.品牌推广:加强品牌宣传,提高消费者对产品的品牌认知度和好感度,并通过参加相关展览会和会议,提高产品知名度和影响力。
3.产品质量保证:坚持以质量为生命,严格按照国家标准生产,确保产品质量过硬,满足消费者的需求和要求。
五、风险分析1.市场竞争风险:市场上已有多家聚氨酯胶粘剂生产厂家,市场竞争激烈,项目需要加强创新和品牌优势,提高产品的市场竞争力。
2.原材料价格波动风险:聚氨酯胶粘剂的原材料价格受市场和政策影响,价格波动较大,项目需要制定合理的采购策略,响应市场变化。
3.成本控制风险:项目需要精细化管理,控制生产成本和维持生产效率,以确保项目的盈利能力。
六、项目实施计划1.前期准备:编制项目可行性研究报告、确定项目投资规模和市场定位等。
2.中期实施:进行生产线选址和设备采购,制定生产工艺流程和质量管理体系。
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。
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。
聚氨酯胶粘剂的研究与应用

聚氨酯胶粘剂的研究与应用摘要:本文首先简述了聚氨醋胶粘剂的发展状况,接着对其粘接特性进行了说明,最后是对聚氨酯胶粘剂的应用进行了研究。
关键词:聚氨醋、胶粘剂、应用研究一、前言聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团或异氰酸酯基的胶粘剂。
其具有胶膜坚韧, 耐冲击, 挠曲性好, 剥离强度高,有很好的耐超低温性, 耐油和耐磨性等特点。
作为一种环保型胶粘剂,已进入工业、农业、交通、医学、国防和日常生活各个领域, 在国民经济中发挥愈来愈大的作用。
二、聚氨酯胶粘剂的发展概况我国聚氨酯胶粘剂研发起步于上世纪60年代。
80年代以后, 我国对水性聚氨酯的研究更为活跃, 但与国外水性聚氨酯胶粘剂系列化大工业的水平相比, 仍处于开发阶段。
90年代,各行各业引进了众多的生产线,一批三资企业相继建立,进口的产品迫切需要国产化相关的科研院所和生产单位加大开发力度, 新产品不断涌现。
迄今为止, 除了原有的胶种外,无溶剂聚氨酯结构胶、反应性聚氨酯热熔胶等国外有的胶种,现在我国基本都有。
三、聚氨酯胶粘剂的特性1、粘结力强, 适用范围广由于聚氨酯胶粘剂的分子链中- NCO可以和多种含活泼氢的官能团反应, 形成界面化学键结合。
因此,对多种材料具有极强的粘附性能。
不仅可以粘结多孔性的材料, 如泡沫塑料、陶瓷、木材、织物等,而且可以粘接多种金属、无机材料、塑料、橡胶和皮革等,是一种适用范围很广的胶粘剂。
2、突出的耐低温性能在极低的温度下,一般的高分子材料都转化为玻璃态而变脆,而聚氨酯胶粘剂即使在- 250e 以下仍能保持较高的剥离强度,同时其剪切强度随着温度的降低反而大幅度上升。
四、聚氨酯胶粘剂的应用研究1、汽车用聚氨酯胶粘剂新型汽车结构中引入大量的轻质金属、复合材料和塑料,造成汽车用胶粘剂和密封胶持续增长。
在汽车上应用最为广泛的聚氨酯胶粘剂主要有装配挡风玻璃用单组分湿固化聚氨酯密封胶; 粘接玻璃纤维增强塑料和片状模塑复合材料的结构胶粘剂、内装件用双组分聚氨酯胶粘剂及水性聚氨酯胶等。
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。
聚氨酯胶黏剂的研究进展

聚氨酯胶黏剂的研究进展
聚氨酯胶黏剂是一种具有良好粘接性和强度的胶黏剂。
它通常由聚醚、聚酯等多官能团的聚合物和异氰酸酯等单体组成。
聚氨酯胶黏剂广泛应用
于各种工业领域,如汽车、航空航天、建筑等。
它具有耐高温、耐化学腐蚀、耐低温、耐候性好等特点。
随着科技水平的不断提高,聚氨酯胶黏剂
的研究也在不断深入。
在聚氨酯胶黏剂的研究中,主要包括材料配方、胶黏剂性能改进、应
用技术等方面。
首先,材料配方的研究是聚氨酯胶黏剂发展的重要方向。
通过优化配
方设计,可以改变胶黏剂的性能。
例如,可以使用不同的聚合物和单体,
以及添加剂等来调节黏结强度、硬度、柔韧性等性能。
其次,胶黏剂性能的改进也是研究的重点。
一方面,研究人员通过改
变聚氨酯胶黏剂的分子结构,提高其耐热性、耐腐蚀性、耐候性等性能。
另一方面,通过添加改性剂、填充剂等来改善胶黏剂的性能。
例如,添加
纳米填料可以提高胶黏剂的强度、硬度和耐磨性。
此外,聚氨酯胶黏剂的应用技术也在不断研究中。
一方面,研究人员
通过开发新的黏结工艺和设备,提高胶黏剂的粘结效果。
另一方面,研究
人员也在探索新的应用领域,如医疗、电子等领域。
例如,聚氨酯胶黏剂
可以用于医疗器械的固定和修复,以及电子产品的保护和封装。
总的来说,聚氨酯胶黏剂的研究进展主要包括材料配方、胶黏剂性能
改进、应用技术等方面。
随着科技的不断发展,聚氨酯胶黏剂在各个领域
的应用将会更加广泛。
相信在不久的将来,聚氨酯胶黏剂将会有更大的发
展空间。
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河北联大Hebei United University2008级《胶粘剂与涂料》课程论文聚氨酯胶粘剂的研究进展姓名东日班级08应化 2学号02分数聚氨酯胶粘剂的研究进展聚氨酯胶粘剂的研究进展陈(河北联合大学化学工程学院,唐山,063009)摘要:综述了聚氨酯胶粘剂的特性和种类,以及国内聚氨酯胶粘剂研究现状;概述了近年来国内外聚氨酯胶粘剂研究开发和应用进展,并介绍了重点介绍了聚氨酯胶粘剂的发展动态和几类主要的聚氨酯胶粘剂的研究进展,并对其进行了分析,结合我国实际情况对今后聚氨酯胶粘剂的发展方向做出了展望。
关键词:聚氨酯;胶粘剂;研究进展聚氨酯(PU)胶粘剂(Polyurethane Adhesive)是指分子链中含有氨酯基团(-NHCOO-)和/或异氰酸酯基(-NCO)类的胶粘剂。
聚氨酯胶粘剂分为多异氰酸酯和聚氨酯两大类,因含有极性很强、化学活泼性很高的异氰酸酯和氨酯基,提高了对各种材料的粘结性,并具有很高的反应性,能常温固化。
胶膜坚韧,耐冲击,挠曲性好,剥离强度高,有很好的耐超低温性,耐油和耐磨性等,故它不仅可以胶接聚氨酯海绵和聚氨酯橡胶,而且能胶接橡胶与织物、橡胶与金属、金属与金属、金属与陶瓷、木材与木材和橡胶与塑料等[1]。
聚氨酯胶粘剂由于性能优越,在国民经济中得到广泛应用,是八大合成胶粘剂的重要品种之一。
近年来,在国内外成为发展最快的胶粘剂[2]。
1. 聚氨酯胶粘剂的特性及分类1.1 聚氨酯胶粘剂的特性1.1.1 适用范围广,粘接强度高由于聚氨酯胶粘剂的分子链中-NCO可以和多种含活泼氢的官能团反应,形成界面化学键结合,因此对多种材料具有极强的粘附性能。
不仅可以粘结多孔性的材料,如泡沫塑料、陶瓷、木材、织物等,而且可以胶接多种金属、无机材料、塑料、橡胶和皮革等。
德国Bayer公司的聚氨酯胶粘剂专家Gunter Festel指出:聚氨酯胶粘剂的多样性几乎为每一种粘接难题都准备了解决的方法[3]1.1.2 可配制不同硬度的胶粘剂,使用方便使用不同原料配制的聚氨酯胶粘剂,由于其配比不同,可以得到从柔软到坚硬的一系列不同硬度的胶粘剂,可以胶接不同的被粘物。
使用方便简单。
1.1.3 突出的耐低温性能在极低的温度下,一般的高分子材料都转化为玻璃态而变脆,而聚氨酯胶粘剂即使在-250℃以下仍能保持较高的剥离强度,同时其剪切强度随着温度的降低反而大幅度上升。
1.2 聚氨酯胶粘剂的分类1.2.1按照反应组成分类1.2.1.1多异氰酸酯胶粘剂常用的多异氰酸酯胶粘剂有三苯基甲烷三异氰酸酯、多苯基多异氰酸酯等。
因这些多异氰酸酯的毒性较大,柔韧性差,现较少以单体形式单独使用。
1.2.1.2 聚氨酯预聚体胶粘剂由多异氰酸酯聚酯的基础上发展起来。
用过量的异氰酸酯与含活泼氢的有机化合物(如聚酯、聚醚和乙二醇等)反应生成,是属于结构型胶粘剂。
用于金属与金属、金属与陶瓷、木材与木材和橡胶与塑料的粘接。
1.2.1.3 聚氨酯树脂胶粘剂由多异氰酸酯与多羟基化合物充分反应,制成溶液、乳液、薄膜、压敏胶以及粉末等不同品种胶粘剂。
1.2.2 按包装方式分类聚氨酯胶粘剂可分为单组分和双组分两种类型。
单组分聚氨酯胶粘剂一般由端异氰酸酯基预聚物或其封闭物组成,通过与含活泼氢组分或空气中的水分反应固化而产生粘合力;双组分聚氨酯胶粘剂由端羟基组分(聚酯或聚醚多元醇或它们与二异氰酸酯、扩链剂一起形成的聚氨酯型端羟基产物)与端异氰酸酯基组分组成。
端羟基为聚酯多元醇时, 有较高的耐热性、粘接强度、耐油性和抗氧化性, 但耐水解稳定性较差,端羟基组分为聚醚多元醇时, 有较好的柔韧性、耐低温性和耐水性, 但强度和耐老化性较差。
1.2.3 按照用途分类聚氨酯胶粘剂按照用途分类有:通用型胶粘剂、食品包装胶粘剂、鞋用胶粘剂、建筑用胶粘剂、热熔型胶粘剂、压敏型胶粘剂、水性胶粘剂以及密封胶粘剂等。
2. 国内聚氨酯胶粘剂发展概况我国聚氨酯胶粘剂起步于20世纪60年代,目前我国聚氨酯胶粘剂的生产企业约有400多家,其中约有20多家规模较大的企业分布在广东、福建、浙江等东南沿海地区。
据聚氨酯行业协会统计,我国大陆胶粘剂2004年总销售量约379万吨,反应型聚氨酯胶粘剂(包括密封胶)约为20.5万吨,分别比上年增加13.1%和13.9%[4]。
我国聚氨酯胶粘剂的用量虽有相当规模,人均消费却比国外少得多,应用面仍然小,多为中低档型,大宗聚氨酯胶粘剂溶剂含量高,固化剂、预聚物等游离异氰酸酯含量也高。
特别是水性、热熔、反应热熔型等环保型高性能聚氨酯胶粘剂及100% 液体结构型聚氨酯胶粘剂等,现在还未达到规模产业化阶段,应用量也比国外少得多。
聚氨酯胶粘剂发展的突出特点是适应环保、工业卫生、资源等政策法规的要求,进行了产业结构的调整,努力降低有机溶剂型产品的比重。
研制开发反应热熔型、水分散型和无溶剂型产品和技术。
但是溶剂型胶粘剂有其独特之处,因此在短期内不可能全部取消。
解决的办法是选用低毒溶剂,提高固含量及密闭通风操作,并进行溶剂回收等。
由于汽车工业的发展要求汽车构件轻量化,因此大量采用塑料零部件,特别是高强度的FRP(玻璃纤维增强塑料)和SMC(片状模塑材料),而塑料零部件需用聚氨酯结构胶和密封胶进行粘接装配。
在建筑行业中,由于聚氨酯密封胶对各种建筑材料都具有良好的粘接性,且价格比有机硅与聚硫密封胶便宜,因此从90年代开始,聚氨酯密封胶超过有机硅与聚硫密封胶而占据主导地位[5]。
为了适应自动化装配线的要求,胶粘剂的固化速度必须大幅度提高。
通过近年来的努力,开发了一些新的胶种,如快速反应性聚氨酯胶、辐射或紫外固化胶及反应热熔胶等,可使聚氨酯胶粘剂的固化速度成倍加快。
同时还注重施胶工艺和工具方面的开发。
引进胶种的国产化,对现有品种的质量改进。
3 聚氨酯胶粘剂的应用研究3.1 木材用聚氨酯胶粘剂由于聚氨酯胶粘剂具有无甲醛,施胶量少,胶接强度高等优点,其使用量在木材工业中迅速增加, 已经成为继脲醛树脂(UF)、酚醛树脂(PF)、三聚氰胺-甲醛树脂(MF)和聚醋酸乙烯乳液(PVAc)之后的又一重要木材工业用胶粘剂。
其它木材用胶粘剂相比,具有高反应活性。
单组分聚氨酯胶粘剂在测试中所表现出的干、湿强度均要好于酚醛胶粘剂。
粘接前,在粘接基材表面涂布羟甲基间苯二酚(HMR)偶合剂可以提高粘接强度,HMR可以加强所有热固型木材胶粘剂的粘接强度。
此外,聚氨酯胶粘剂还可以粘接其它木材胶粘剂难以粘接的材料,如对农作物秸杆、谷壳等的粘接,扩大了人造板的原料来源。
3.2 鞋用聚氨酯胶粘剂20世纪80年代末,随着全球制鞋、制革中心向我国和东南亚地区的转移,台湾鞋胶厂纷纷来大陆投资,PU鞋用胶迅速发展起来。
鞋用胶的发展重点是开发高性能的TPU 树脂和溶聚胶,减少溶剂毒性,开发环保型、无溶剂、水基型、热熔型特别是反应型热熔胶等高性能产品。
詹中贤等[6]针对聚氨酯胶粘剂对于低极性鞋材如SBS的剥离强度达不到要求进行研究,通过添加增粘树脂等进行改性,开发出具有结晶度高、结晶速度快、内聚强度大和剥离强度较理想的聚氨酯鞋用胶粘剂。
3.3 汽车用聚氨酯胶粘剂随着我国汽车工业的快速发展,汽车用胶粘剂和密封胶的市场需求日益加大。
新型汽车结构中引入大量的轻质金属、复合材料和塑料,造成汽车用胶粘剂和密封胶持续增长。
在汽车上应用最为广泛的聚氨酯胶粘剂主要有装配挡风玻璃用单组分湿固化聚氨酯密封胶,粘接玻璃纤维增强塑料和片状模塑复合材料的结构胶粘剂,内装件用双组分聚氨酯胶粘剂及水性聚氨酯胶等。
汽车内饰件也是胶粘剂用量增长的一个领域。
汽车内饰水性聚氨酯胶粘是聚氨酯溶于水或者分散在水中形成胶粘剂,大多数水性聚氨酯是线性热塑性聚氨酯,由于其涂膜没有交联,相对分子质量较低,因而耐水性、耐溶剂性、胶膜强度等性能还较差,必须对其进行改性,以提高其性能[7]。
3.4 建筑用聚氨酯胶粘剂聚氨酯胶粘剂除具有无毒、无污染、使用方便等优点,还具有其它胶粘剂无法比拟的优点,即优良的耐低温、耐溶剂、耐老化、耐臭氧及耐细菌性能,在建筑铺装材料的应用中发挥着重要作用[8]。
广泛应用于弹性橡胶地垫、硬质橡胶地砖和铺设塑胶跑道运动场中。
新型双组分聚氨酯胶粘剂突破传统胶粘剂剪切强度与剥离强度的矛盾,可使两者同时达到较高使用强度,在建筑用钢板的粘接中体现出优异的性能,粘接牢固且不易产生形变,而且室温可调固化速度,使该聚氨酯胶在使用上方便易行,应用广泛。
聚氨酯胶粘剂在建筑用材料粘接,夹心板生产以及建筑防水涂料中都得到广泛使用[9]。
3.5 服装面料用聚氨酯胶粘剂随着经济生活水平的提高,人们对穿着的要求亦越来越趋严格。
因此,服装面料向着轻盈、舒适和美观化方向发展,促使厂家采用各种新型合成材料来改善服装面料的各项性能。
聚氨酯胶粘剂具有卓越的耐酶菌性能、较高的粘接强度、优良的柔韧性、耐水和防水透湿等性能,在服装面料方面的应用越来越广泛,如面料复合、点缀饰品的粘接、印花等。
3.6 其他方面聚氨酯胶粘剂由于性能优异,在阻燃[10],包装[11],油墨[12]、书籍装订[13]、医疗卫生[14]等方面应用也越来越广泛。
4 国内外研究开发进展4.1 单组分聚氨酯胶粘剂单组分聚氨酯胶粘剂胶主要有以下几类:端异氰酸酯基聚氨酯预聚体、热塑性聚氨酯、丙烯酸酯-聚氨酯和封闭型聚氨酯等。
其中,湿固化型为主流,反应热熔型和光、射线固化型正处于实用化阶段,发展很快。
端异氰酸酯基聚氨酯预聚体可与潮气反应而交联固化,因此也称湿固化聚氨酯胶粘剂。
湿固化型聚氨酯胶粘剂是木材、土木建筑及结构用的良好的胶粘剂,也常用作密封剂,在汽车、建筑及机械行业中已发挥重要作用。
另外,湿固化聚氨酯密封剂还是安装汽车挡风玻璃最好的粘接密封材料。
预计全世界单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的用量将以每年15%的速度递增。
热塑性聚氨酯又称异氰酸酯改性聚氨酯,是一种具有端羟基的线型氨基甲酸酯聚合物,主要包括以下3种类型:溶剂型胶粘剂可用作鞋用胶粘剂,适用于要求胶层柔软、初粘强度高的场合;水基型聚氨酯胶粘剂具有无毒、不燃的突出优点,且适用于易被有机溶剂侵蚀的材料。
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,以提高其内聚强度,固含量相同时,其粘度比溶剂型低,可制得高固含量的产品。
主要用作木材胶粘剂和织物处理剂;反应性热熔型含有可反应活性基团,兼具反应型和热熔型胶粘剂的性能,以湿固化型为主,目前已在建材、家具、电气、书籍装订、汽车等领域获得了应用。
4.2 双组分聚氨酯胶粘剂这是聚氨酯胶粘剂中最重要的一类,用途广、用量大。
其典型性能见下表。
项目甲组分(主剂)乙组分(固化剂)外观浅黄色或茶色粘稠液无色或浅黄色透明液NCO质量分数/%无12±1固含量/%30±2 ,50±2 ,70±260±2粘度(25℃)/Pa·s3~9剪切强度/MPa(最小) 8.0上表双组分聚氨酯胶粘剂典型性能为降低溶剂型聚氨酯胶的危害性,欧洲近年来提出了“绿色”溶剂的概念,即使用那些毒性不大,或可以生物分解,因而已从毒性释放性物质(TRI)和有机挥发物(VOC)名单中去除的溶剂,如丙酮、双戊烯、乳酸乙酯、乙醇等。