多异氰酸酯胶粘剂配方和合成机理

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无溶剂型湿固化异氰酸酯树脂胶粘剂的研制

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中啊胶粘剂
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ＣＨＩＮＡＡＤＨＥＳＶＥＩＳ
２００６年４月第１第４期５卷
Ｖｏ．５Ｎ．Ａｐ．０６１ｏ４，ｒ０１２
无溶剂型湿固化异氰酸酯树脂胶粘剂的研制
李海英，顾继友，黄元波
不含有机溶剂的异氰酸酯胶粘剂【。单组分无溶剂型湿固化异氰酸酯胶粘剂是近年来国内外在聚氨酯胶粘剂研究中的热点，具有它无污染、用方便等优点，使而且通过对原料、产工生
剂、降粘剂等来降低胶粘剂粘度，增加流动性，改善加工性能和胶粘剂的柔韧性，加入一定比例甲苯二异氰酸酯（Ｄ）ＴＩ来增加胶接强度。
关键词：无溶剂；湿固化；异氰酸酯树脂；胶粘剂
中圈分类号：Ｑ３．Ｔ４３９
文献标识码：Ａ
文章编号：０４２４（０６０－０８Ｏ１０－８９２０）０２－４４
０前
言
氰酸酯胶粘剂的制备过程中，经常要使用溶剂。为
了获得无溶剂型单组分常温湿固化异氰酸酯胶粘剂，实验初期先尽量减少原溶剂型湿固化胶粘剂的溶剂含量，湿固化胶粘剂中加入不同比例的增塑在
作者简介：李海英，，女东北林业大学博士。研究方向：胶粘剂高含水率胶接机理。
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第１卷第４５期
李海英等
无溶剂型湿固化异氰酸酯树脂胶粘剂的研制
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异氰酸酯双组份

异氰酸酯双组份一、异氰酸酯双组份的基本概念、性质及用途异氰酸酯双组份，也称为聚氨酯胶粘剂，是一种由异氰酸酯基和羟基或氨基组成的反应型胶粘剂。

这种胶粘剂具有高粘附性、耐磨、耐候等特点，广泛应用于建筑、汽车、航空航天、家具、家电等领域。

二、组份构成及比例异氰酸酯双组份胶粘剂主要由A、B两个组份组成。

A组份是以异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物，B组份是含活性氢的化合物，如多元醇、多元胺、水等。

使用时，将A、B两个组份按照一定的比例混合，发生交联反应，形成具有优异性能的聚氨酯胶粘剂。

异氰酸酯双组份胶粘剂的A、B两个组份的比例需要根据具体应用需求进行调整。

例如，在建筑领域，为了提高胶粘剂的耐热性和耐水性，可以适当增加B组份的比例；在汽车制造中，为了提高胶粘剂的粘附力和耐油性，可以适当增加A组份的比例。

三、制备方法与工艺异氰酸酯双组份胶粘剂的制备主要包括以下步骤：1. 合成异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物：将多元醇与异氰酸酯在催化剂的作用下反应，生成预聚物，再经过封端反应，得到异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物。

2. 制备B组份：将含活性氢的化合物进行改性，如用硅烷、锡化合物等改性剂进行处理，提高其与A组份的反应活性。

3. 混合与熟化：按照设定的比例将A、B两个组份混合，并加热熟化，使胶粘剂充分交联固化。

四、产品性能与特点异氰酸酯双组份胶粘剂具有以下性能和特点：1. 高粘附性：对各种材料如金属、玻璃、塑料等具有良好的粘附力。

2. 耐磨：具有良好的耐磨性，能承受高强度摩擦和冲击。

3. 耐候：具有优异的耐候性能，能长期保持其性能不变。

4. 固化快：在室温下即可快速固化。

5. 良好的机械性能：具有优良的抗拉、抗压、抗弯等机械性能。

6. 可调节性能：通过调整A、B两个组份的比例，可调节胶粘剂的固化速度和粘度等性能。

7. 使用方便：无需添加催化剂或促进剂，可直接混合使用。

五、应用范围与领域异氰酸酯双组份胶粘剂的应用范围非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 建筑领域：用于建筑物的粘合、密封、固定等，如玻璃幕墙的粘接、门窗的密封等。

多亚甲基多苯基异氰酸酯聚合-概述说明以及解释

多亚甲基多苯基异氰酸酯聚合-概述说明以及解释1.引言1.1 概述多亚甲基多苯基异氰酸酯（MDI）聚合是一种重要的聚合技术，广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。

MDI是一种有机化合物，由多个苯基异氰酸酯基团连接而成。

它具有优异的物理和化学性质，如高耐候性、耐高温性、良好的粘合性能等。

多亚甲基多苯基异氰酸酯聚合是通过将MDI与多种官能团化合物进行反应而实现的。

这些官能团化合物可以是多元醇、聚醚、聚酯等，通过与MDI的异氰酸酯基团发生反应，形成均一的高分子聚合物。

多亚甲基多苯基异氰酸酯聚合具有广泛的应用领域。

在建筑领域，MDI 聚合物被用作高性能的胶粘剂和封闭剂，用于增强建筑材料的粘结性能和耐候性。

在汽车行业，MDI聚合物可以制备高性能的聚氨酯弹性体，用于汽车座椅和悬挂系统等部件。

在航空航天领域，MDI聚合物可以制备轻质且高强度的复合材料，用于飞机和宇航器的结构件。

本文将深入探讨多亚甲基多苯基异氰酸酯聚合的定义、制备方法和应用领域。

通过对相关研究和实践案例的分析，我们可以更全面地了解这种聚合技术的特性和潜力，为进一步的应用研究提供理论指导和实践经验。

1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章各章节的简要介绍，以及各章节之间的逻辑关系。

文章结构部分的内容可以如下编写：本文共分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将概述多亚甲基多苯基异氰酸酯聚合的研究背景和意义，对多亚甲基多苯基异氰酸酯的定义和特性进行介绍，明确文章的目的和意义。

在正文部分，将分为三个小节详细阐述多亚甲基多苯基异氰酸酯的制备方法和聚合的应用领域。

在第一小节中，将介绍多亚甲基多苯基异氰酸酯的定义和特性，以及其在工业和科学领域的广泛应用。

在第二小节中，将详细介绍多亚甲基多苯基异氰酸酯的制备方法，包括原料的选取、反应条件的控制和工艺流程的优化，以及常见的合成路线和工业化生产的现状。

在第三小节中，将探讨多亚甲基多苯基异氰酸酯聚合的应用领域，包括聚合物材料、涂料、胶粘剂等领域的研究和应用情况，并对未来的发展趋势进行展望。

多亚基多苯基异氰酸酯

多亚基多苯基异氰酸酯多亚基多苯基异氰酸酯（Polymeric Diphenylmethane Diisocyanate,P-MDI）是一种重要的聚氨酯原料，它具有广泛的应用领域和巨大的市场潜力。

本文将围绕多亚基多苯基异氰酸酯展开详细的阐述，介绍其结构、性质、合成方法、应用领域以及市场前景，旨在为读者提供全面的了解和参考。

首先，多亚基多苯基异氰酸酯是一种聚合物，其分子结构中含有多个苯基异氰酸酯基团。

这种结构使得它具有良好的聚合性能和热稳定性，能够在高温条件下保持稳定性。

此外，多亚基多苯基异氰酸酯还具有优异的耐候性、耐化学腐蚀性和优异的力学性能，因此在工业领域有广泛的应用前景。

多亚基多苯基异氰酸酯的合成方法有多种，其中最常用的是二元聚合反应法。

该方法是通过两种原料——多聚体和异氰酸酯进行反应，生成多亚基多苯基异氰酸酯。

这种合成方法简单、高效，并且可以控制聚合度和分子量的分布，从而调控产品的性能。

多亚基多苯基异氰酸酯的应用领域非常广泛。

首先，在建筑领域，多亚基多苯基异氰酸酯可以用作结构胶粘剂，用于粘接和密封建筑构件，提高其抗震性和耐候性。

其次，在汽车制造领域，多亚基多苯基异氰酸酯可以用作汽车内饰材料和密封材料，具有良好的耐高温性和耐磨性。

此外，多亚基多苯基异氰酸酯还可以用于制造聚氨酯弹性体、聚氨酯橡胶和聚氨酯涂料等产品。

在市场前景方面，多亚基多苯基异氰酸酯的需求量在不断增长。

随着国内外建筑和汽车制造业的快速发展，对于高性能材料的需求不断增加，多亚基多苯基异氰酸酯作为一种重要的原料，市场需求量也将持续增加。

此外，多亚基多苯基异氰酸酯的应用领域还在不断扩展，未来有望涉及新材料、电子器件等领域。

因此，多亚基多苯基异氰酸酯具有广阔的市场前景和良好的经济效益。

综上所述，多亚基多苯基异氰酸酯作为一种重要的聚合物材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。

通过合理的合成方法，可以获得具有不同性能的多亚基多苯基异氰酸酯产品。

异氰酸酯二聚反应

异氰酸酯二聚反应异氰酸酯是一种重要的有机化合物，具有广泛的应用领域。

本文将介绍异氰酸酯的二聚反应，并探讨其在合成有机化合物和聚合物中的应用。

异氰酸酯是一类含有异氰基的有机化合物，化学式为R-N=C=O。

它们具有高度活性的异腈基团，可以与一些亲核试剂发生二聚反应。

异氰酸酯二聚反应是一种重要的有机合成方法，可用于构建碳-碳和碳-氮键，以及合成多种有机化合物。

异氰酸酯的二聚反应有多种机理和反应类型。

其中最常见的是亲核加成和亲核取代反应。

在亲核加成反应中，亲核试剂的亲核性质使其与异氰酸酯中的异氰基发生反应，形成加成产物。

而在亲核取代反应中，亲核试剂取代异氰基，生成取代产物。

异氰酸酯的二聚反应可以应用于合成各种有机化合物。

例如，它可以用于合成酰胺、氨基酸和多肽等生物活性分子。

亲核试剂可以是胺、醇、酚等，通过与异氰酸酯反应，可以在分子中引入氨基、羟基等官能团，从而改变其性质和功能。

异氰酸酯的二聚反应还可以用于合成聚合物。

聚氨酯就是一种重要的聚合物，它是通过异氰酸酯与多元醇反应得到的。

聚氨酯具有优异的物理性质和化学稳定性，广泛应用于涂料、胶粘剂、弹性体等领域。

通过调控反应条件和反应物的选择，可以合成具有不同性质和应用的聚氨酯。

异氰酸酯的二聚反应具有一定的反应性和选择性。

在反应过程中，需要控制反应条件、反应时间和反应物的比例，以获得理想的产物。

此外，还可以通过催化剂的选择和添加辅助试剂来改变反应的速率和产物的结构。

异氰酸酯的二聚反应是一种重要的有机合成方法，具有广泛的应用前景。

通过合理设计反应条件和选择合适的反应物，可以合成各种有机化合物和聚合物。

这为有机化学和材料科学领域的研究提供了重要的工具和方法。

随着对异氰酸酯反应机理和催化剂的深入研究，相信将有更多新的反应类型和应用领域被发现和开发。

三苯基甲烷三异氰酸酯粘合剂的合成

Abstract: Treat triphenyl methane triisocyanate and castor oil as raw material to prepare isocyanate adhesive. Optimized the reaction raw materials triphenyl methane triisocyanate and castor oil molar ratio is 7︰1~5︰1, reaction temperature was 60~80 ℃ and reaction time was 2 h, it was performance under this condition. And through IR spectra analysis determined the production was target compounds. This provided a reference for the industrial production and has potential industrial
1 实验部分
1.1 仪器与试剂 1.1.1 主要仪器
TENSOR37 傅立叶红外光谱仪(德国布鲁克光谱仪器公司) 1.1.2 主要原料
三(4-氨基苯基)甲烷(分析纯，天津市光复精细化工研究所)；氢氧化钠(分析纯，天津市四通化工厂)；氯苯(分析纯，天津市四通化工厂)；二(三氯甲基)碳酸酯(分析纯，天津市光复精细化工研究所)；蓖麻油(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)；盐酸(分析纯，固安县金荣化工有限公司)；氯化钙(分析纯，天津市四通化工厂)。 1.2 合成反应式
100
80
60
Transmittance [%]
40

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多异氰酸酯胶粘剂配方和合成机理 BIOX.CN 时间：2006-8-24 来源：生命经纬多异氰酸酯胶粘剂概述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，它是聚氨酯胶粘剂中的早期产品。第二次世界大战期间，德国人用三苯基甲烷三异氰酸酯(Bayer公司产品牌号：DesmodurR)作胶粘剂，成功地将橡胶与金属粘接起来，并应用于坦克车的履带、救生筏、充气防护衣等，从而开始了多异氰酸酯胶粘剂的生产与应用。多异氰酸酯胶粘剂属于反应型胶粘剂，粘接强度高，特别适合于金属与橡胶、纤维等的粘接，这种胶粘剂主要有下述几点特性。 (1) 具有较高的反应活性，能与许多表面含有活泼氢原子的被粘材料，如金属、橡胶、纤维、木材、皮革、塑料等产生共价键，且固化后含氨基甲酸酯、脲键以及极性较强的键和基团，易和基材之间产生次价键，这些化学粘合力和物理粘合力共同作用的结果是使被粘基材之间产生较高的粘接强度。 (2) 通常的多异氰酸酯化合物分子量小，能够溶于大多数有机溶剂，因此易于扩散到基材表面，还易渗入一些多孔性的被粘基材中，从而进一步提高胶粘性能。 (3) 该类胶粘剂可常温固化，也可加热固化，易于产生交联结构，耐热、耐溶剂性能好。 (4) 含有较多的游离异氰酸酯基团，对潮气敏感，有毒性，通常含有机溶剂，贮存时要注意防水防潮，操作时须注意通风。 (5) 由于多异氰酸酯化合物分子量小，NCO基团含量高，固化后的胶层硬度高，有脆性。因此常用橡胶溶液、聚醚、聚酯等低聚物进行改性或用作多种胶粘剂的交联固化剂。工业上生产的二异氰酸酯，如MDI、TDI、XDI、二甲氧基联苯二异氰酸酯(DADI)、己酸甲酯-2，6-二异氰酸酯(LDI)等都可以直接作胶粘剂使用，用于金属与橡胶的粘接。目前应用最多的多异氰酸酯胶粘剂品种是三苯基甲烷三异氰酸酯、硫代磷酸三(4-异氰酸酯基苯酯)、三羟甲基丙烷-TDI的加成物。四异氰酸酯胶粘剂最常用的四异氰酸酯胶粘剂是二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯，它是由甲苯二胺甲醛结合，生成二甲基三苯基甲烷四胺，经光气化、活性炭脱色处理、抽滤浓缩或用溶剂配制而成。二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯胶粘剂产品牌号为“7900”胶，有固体粉末型和氯苯溶液型，其胶粘剂产品技术指标参见表。二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯胶粘剂是一种性能优良的多异氰酸酯胶粘剂，广泛适用于橡胶、皮革、塑料，金属、织物的粘接，其主要用途是作氯丁胶粘剂和聚氨酯胶粘剂的交联剂，用于制鞋等行业。“7900”胶粘剂粘接强度比列呵纳高，而且胶层颜色浅，不会产生变色现象，性能可与Desmodur RF媲美。项目\型号粉末型液体型外观固体含量，% NCO含量，%（最小）细度（通过150目，最小）储存期，月浅黄或棕黄色 90 34.6 95 6 浅棕至棕色 20±1 7.7 - 18

“七异氰酸酯”胶粘剂据中国专利(CN-1053806A)报道，由二氯甲烷和四异氰酸酯为原料于常温下反应制得异氰酯基含量为30％-40％的预聚物，然后加入三苯三烷基三异氰酸酯，反应后异氰酸酯基含量为20％-35％，分子量为1800-2500，固含量为15％-35％。所得产品称为“七异氰酸酯”胶粘剂。该“七异氰酸酯”胶粘剂制造和使用简单，适应性强，粘合强度高，弹性大，耐振动，耐低温，耐疲劳，常温贮存时间长。可用于橡胶、帆布、皮革、人造革、合成革、塑料、金属等多种材料的粘接。二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯胶粘剂将二苯基甲烷4，4'-二异氰酸酯(MDI)用氯苯或邻二氯苯配成50％的溶液即成MDI胶粘剂，国外牌号有称MDI-50及Hylene M-50者。主要用作氯丁橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、人造丝、棉织物、尼龙以及金属的粘合。经硫化后橡胶与金属之间会形成优越的粘附能力。二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯胶粘剂的粘合强度与三苯基甲烷-4,4',4"-三异氰酸酯胶粘剂相近，但其耐热性能较好。MDI胶粘剂贮存稳定性差、易于自聚变色。橡胶-金属的粘接先将金属表面经喷砂处理使之粗糙，用溶剂清洗，涂上二苯基甲烷-4,4',4"-二异氰酸酯胶粘剂，并使之干燥，然后粘贴上刚压延出的有新鲜面的橡胶薄板，加压或用热空气进行硫化。用该法制得的橡胶与金属粘接件的粘合强度见表。表以MDI胶粘剂*粘接橡胶与金属时的粘合强度

被粘材料粘合强度，MPa 氯丁橡胶-钢 7.6 氯丁橡胶-不锈钢 8.3 氯丁橡胶-铜 6.6 氯丁橡胶-黄铜 7.2 氯丁橡胶-铝 9.1 天然橡胶（烟片）-钢 8.3 丁腈橡胶——钢 5.9

织物-橡胶的粘接将天然橡胶(烟片)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶分别在炼胶机上塑炼，降低分子量。然后在100份橡胶中加入900份甲苯，搅拌使其溶解。在搅拌下加入40份MDI50，分别配置成天然橡胶/MDI50、氯丁橡胶/MDI50，丁苯橡胶/MDI50三种胶粘剂。将三种胶粘剂分别涂在织物上，涂胶量为织物重量的10％-15％。除去溶剂后进行橡胶的粘贴，再经热板硫化制成织物—橡胶的粘接件。其剥离强度见表。表用橡胶／hODI-50胶粘剂粘接织物．橡胶的剥离强度(M/m)

-被粘材料\胶粘剂品种氯丁橡胶/MDl-50 天然橡胶／MDL50 丁苯橡胶／MDL50 人造丝—天然橡胶 6.1 3.3 5.3 人造丝-氯丁橡胶 5.3 6.3 5.8 人造丝—丁苯橡胶 6.5 4.9 6.1 棉织物-天然橡胶 4.4 4.4 - 棉织物—氯丁橡胶 4.2 6.1 - 棉丝物—丁苯橡胶 5.1 4.7 - 尼龙-天然橡胶 3.5 2.6 - 尼龙-氯丁橡胶 3.2 4.0 - 尼龙-丁苯橡胶 3.9 3.5 -

木材-木材的粘接含50％的游离MDI(PAPI或称粗MDl)最适合于作刨花板胶粘剂，MDI与木材中的羟基反应，在木材与胶层之间形成共价键-氨酯键。另外．MDI与木材中的水分反应，在木材与胶层形成聚脲的交联桥。因此，MDI胶粘剂优于所有传统的木材胶粘剂，其热压时间短，耐水、耐候性能优异，胶粘剂用量低。粗MDI直接用于表面层，其涂胶量为木片重量的6％-7％，板芯的用胶量为5％-6％。将粗MDI与荆树单宁(A环为间苯二酚型单宁)以17：83-25：75的重量比混合，配方中加入甲醛或脲醛制成MDI-单宁-甲醛胶粘剂，用于胶合板的制造。其价格与性能完全可与酚醛胶粘剂媲美。

二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯胶粘剂将二苯基甲烷4，4'-二异氰酸酯(MDI)用氯苯或邻二氯苯配成50％的溶液即成MDI胶粘剂，国外牌号有称MDI-50及Hylene M-50者。主要用作氯丁橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、人造丝、棉织物、尼龙以及金属的粘合。经硫化后橡胶与金属之间会形成优越的粘附能力。二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯胶粘剂的粘合强度与三苯基甲烷-4,4',4"-三异氰酸酯胶粘剂相近，但其耐热性能较好。MDI胶粘剂贮存稳定性差、易于自聚变色。橡胶-金属的粘接先将金属表面经喷砂处理使之粗糙，用溶剂清洗，涂上二苯基甲烷-4,4',4"-二异氰酸酯胶粘剂，并使之干燥，然后粘贴上刚压延出的有新鲜面的橡胶薄板，加压或用热空气进行硫化。用该法制得的橡胶与金属粘接件的粘合强度见表。表以MDI胶粘剂*粘接橡胶与金属时的粘合强度

异氰酸酯合成化学聚氨酯胶是以多异氰酸酯和聚氨基甲酸酯为基体.凡分子主链上含有重复的-NH-COO-基因的树脂称为聚氨苯甲酸酯.异氰酸酯(-NCO)和氨基甲酸酯NHCOO-有高度极性和活泼性,对多种材料具有极高性附性能,不仅可以粘接多孔材料如泡沫塑料、陶瓷、木材等，而且可粘接表面光洁材料如钢、铝、不锈钢或玻璃等。异氰酸酯苯（-NCO）与多元或含活泼氢的官能团（-OH、-COOH、-NH2、-SH、-NH-、-CONH2、-SO2NH2）进行加成聚合：