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聚氨酯胶黏剂的特性及配方工艺

文章出处:责任编辑:人气: 发表时间:2017/6/27 11:03:18

此文档由东莞华飞新材研发部进行整理。
 
       双组分聚氨酯胶粘剂是聚氨酯胶粘剂中最重要的一个大类,用途广,用量大。通常由甲、乙两个组分组成,两个组分是分开包装的,使用前按一定比例配制即可。甲组分(主剂)为羟基组分,乙组分(固化剂)为含游离异氰酸酯基团的组分。也有的主剂为端基NCO的聚氨酯预聚体,固化剂为低分子量多元醇或多元胺,甲组分和乙组分按一定比例混合生成聚氨酯树脂。
 
双组分聚氨酯胶粘剂的特点
     (1)属反应性的胶粘剂在两个组分混合后,发生交联反应,产生固化产物。
     (2)制备时,可以调节两组分的原料组成和分子量,使之在室温下有合适的粘度,可制成高固含量或无溶剂双组分胶粘剂。
     (3)通常可室温固化,通过选择制备胶粘剂的原料或加入催化剂可凋节固化速度。一般,双组分聚氨酯胶粘剂有较大的初粘合力,叫加热固化,其最终粘合强度比单组分胶粘剂大,可以满足结构胶粘剂的要求。
     (4)两个组分的用量可在一定范围内调节,一般存在着一定容忍度。两组分的NCO/OH摩尔比在一般情况下大于或等于l,当固化时,一部分NCO基团参与胶的固化反应,产生化学粘合力,多余的NC0基团在加热固化时,还可产生脲基甲酸酯、缩二脲等,增加交联度,提高了胶层的内聚强度和耐热性。对于无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂来说,因各组分起始分子量不大,一般来说NCO/OH摩尔比等于或稍大于1,有利于固化完全,特别在粘合密封件时,注意NCO组分不能过量太多。而对于溶剂型双组分胶粘剂来说,其主剂分子量较大,初粘性能较好,两组分的用量可在较大范围内调节,NCO/OH摩尔比可小于1或大于1的数倍。当NCO组分(固化剂)过量较多的场合,多异氰酸酯自聚形成坚韧的胶粘层,适合于硬材料的粘接;在NCO组分用量少的场合,则胶层柔软,可用于皮革、织物等软材料的粘接。
 
双组分聚氨酯胶粘剂自问世以来,由于具有性能可调节性、粘合强度大、粘接范围广等优点,已成为聚氨酯胶粘剂中品种最多、产量最大的产品。
通用型双组分聚氨酯胶粘剂
通用型聚氨酯胶粘剂是以聚己二酸乙二醇酯为原料、以溶剂聚氨酯树脂为主成分(甲组分),以三羟甲基丙烷-T1)I加成物为固化剂(乙组分)的双组分聚氨酯胶粘剂。通用型双组分聚氨酯胶粘剂亦称101-聚氨酯胶粘剂,是上海新光化工厂最早投入工业化生产、至今仍是国内生产量最大的聚氨酯胶粘剂,国内用户达千家以上,主要用于绝缘材料、包装材料、复合膜、多空材料、深冷保护材料等的粘接。
 
制备方法
     (1)聚己二酸-乙二醇(聚酯)的制备:于不锈钢反应釜投入367.5kg乙二醇,加温并搅拌,加入735kg己二酸。逐步升温到200 ~210℃,出水量达185kg。当酸值达40mgKOH/g时,减压至0.048MPa,釜内温度200℃,出水8h,酸值达10mgKOH/g时,再减至0.67kPa以下,内温控制在210℃,减压去醇5h,控制酸值2mgKOH/g出料,制得羟值为50 ~70mgKOH/g(分子量1600 ~2240),外观为浅黄色聚己二酸-乙二醇,产率为70%。
     (2)改性聚酯树脂(甲组分)的制备:反应釜投入5kg醋酸丁酯,开动搅拌,投入60kg聚己二酸-乙二醇(即由上述(1)步骤制备的聚酯),加热至60℃,加入4 ~6kg甲苯二异氰酸酯(80/20,根据羟值与酸值决定添加量),升温至110 ~120℃,粘度达6A(变速箱W-6,电机2.8KW)。打开计量槽加入5kg醋酸乙酯溶解,再加10kg醋酸乙酯溶解,最后加入134 ~139kg丙酮溶液。制得浅黄色或茶色透明粘稠液(甲组分),产率为98%。
     (3)三羟甲基丙烷-TDI加成物(乙组分)的制备:反应釜内加246.5kg甲苯二异氰酸酯(80/20)和212kg醋酸乙酯(一级品),开动搅拌机,滴加预先熔融的三羟甲基丙烷60kg,控制滴加温度65 ~70℃,2h滴完,并在70℃保温1h。冷却至室温,制得外观为浅黄色的粘稠液(乙组分),产率为98%。
 
储存
通用型双组分聚氨酯胶粘剂组分中含有机溶剂(丙酮、醋酸乙酯等),按易燃品规定贮运。乙组分中含活泼的异氰酸酯基团,要避免与水等活性基团物质接触。甲组分在冷天会产生结晶或形成絮状沉淀,属正常物理变化,只须在温水中或采用适当的加热装置(避免明火)温热即可熔化使用。甲、乙组分贮存时间分别为一年和半年。产品包装有听装和玻璃瓶装两种。