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1、聚氨酯胶粘剂 概述 南京林业大学-季永新,聚氨酯胶粘剂(Polyurethane Adhesive)是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(NHCOO)和/或异氰酸酯基(NCO)的胶粘剂。它具有优异的性能，且应用领域广泛。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。,聚氨酯胶粘剂, 聚氨酯胶黏剂因含有极性很强、化学活泼性很高的 异氰酸酯基和氨酯基，它与含有活泼氢的材料，如泡沫塑 料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、 玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有着优良的化学胶 接力。,聚氨酯胶黏剂的特点, 调节聚
2、氨酯树脂的配方可控制分子链中软缎与硬段 比例及结构，制成不同硬度和伸长率的胶黏剂。 可加热固化，也可以室温固化。 固化属于加聚反应，没有副产物产生，因此不易使胶合层产生缺陷。, 低温和超低温性能特别优良，超过所有其他类型的胶黏剂。其胶合层可在-196 ，甚至-253 下使用。 具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶剂、耐化学药品、耐臭氧及防霉菌等性能。,聚氨酯树脂的合成,聚氨酯的合成有多种途径，但广泛应用的是二元、多元异氰酸酯与末端含羟基的聚酯多元醇或聚醚多元醇进行反应。当只用双官能团反应物时，可以制成线型聚氨酯。,若用含OH或含NCO组分的官能度是三或更多，则生成有支链或交联的聚合物。最普通的交联
3、反应是多异氰酸酯与三官能度的多元醇反应的交联结构。,聚氨酯树脂固化剂,聚氨酯 脂固化剂为异氰酸酯封端的预聚体，有加成物 、缩二脲及三聚体等，主要用于带有活泼氢的树脂的交联 固化，以提高树脂的综合性能。,加成物,三聚体,缩二脲,一、溶剂型聚氨酯胶粘剂,溶剂型聚氨酯胶粘剂有单组份和双组份二 种，分酯溶和醇溶两种，主要用于复膜、制鞋 和结构胶接等。,1、PU复膜胶,溶剂型聚氨酯复膜胶大多为双组份，由异氰酸 酯与聚酯或聚醚扩链得到端OH基的预聚体，使 用时加一定量NCO组分交联固化。如现在的乙 酸乙酯为溶剂的复膜胶。,国产PU胶粘剂用于耐蒸煮复合材料，特别是用于铝塑 结构复合包装材料的粘接，存在质量不
4、稳定、粘接强度不高 等弊病，所以国内用于耐蒸煮铝塑复合结构的胶粘剂及其技 术设备还主要依赖进口。,OH基预聚体中的聚酯对耐热性有较大影响， 合成聚酯的苯二甲酸耐热顺序为：对苯二甲酸间苯二甲酸邻苯二甲酸但酯化活性以对苯二甲酸最低，一般用对苯二 甲酸二甲酯酯交换制备-OH聚酯。,耐蒸煮-OH聚酯,将对苯二甲酸二甲酯和所有醇及催化剂投入反应釜中， 在氮气保护下升温至 130以上时，物料熔融。开启搅拌， 150则酯交换开始，160200下酯交换反应约 2h 可蒸出理论值95%的甲醇。然后加入间苯二甲酸、己二酸、 癸二酸于 180200进行混合酯化。当酸值 300m/min），提高劳动生产率和经济效益。
5、目前 无溶剂PU胶以进口及合资为主。,在25下，胶水的粘度范围较广，A组分粘度大致 在1000一9000mPa. S， B组分400一7000mPa. s。 在高的粘度下，胶水的涂布性能受到影响，需要通过提高 胶水温度来降低粘度，通过研究、总结和上机试胶发现， 胶水的涂布粘度一般在700-3500Pa. s，涂布温度一般 要30一40C，也有些粘度更高的胶水需要温度更高，以 保证良好的涂布性。,无溶剂复合胶的粘度,无溶剂型双组份聚氨醋复合粘合剂，从A和B组分混合 起，反应就开始了，混合后的胶水随时间延长粘度不断上 升，因此，胶水要即配即用，不可混合后长时间放置不用， 一般混合后的胶水经过30m
6、in后粘度明显变大，就不能再 使用，需要换新胶。,无溶剂PU复膜胶制备方法：,无溶剂PU胶构成：NCO组分：由聚酯或聚醚与过量的MDI预聚得到NCO含量1518%OH组分：由蓖麻油或聚醚改性的聚酯多元醇OH羟值150170 KOHmg/g,异氰酸酯与聚酯或聚醚扩链得到端NCO的预聚体， 使用时加一定量OH树脂交联固化(高盟的产品）。无溶剂低粘度NCO组分的制备难度较大，一般采 用MDI50，但MDI50容易自聚，造成胶的透明性 下降，这是复膜胶中不许的，必须选用合适的阻聚剂。NCO的含量对粘度影响较大，一般NCO%大于 15%。,OH基预聚体中的聚醚不利于耐热性，但柔韧性好、剥离强度高，与聚酯
7、复合使用有利于提高综合性能。蓖麻油的改性能大大提高复膜胶的剥离强度。,例1：透明双组分无溶剂PU胶,OH组分：OH组分的制备方法很多，有： 混合聚醚，如PPG2000、PPG1000、PPG400或与异氰酸酯 的加成物 聚酯、聚醚的混合物，如苯二甲酸的乙二醇、二乙二醇、丙二醇酯等与上述聚醚的混合物 植物油改性聚酯，如蓖麻油、醇解大豆油、羟基醇酸树脂、羟基聚酯等,OH组分配方例：大豆油 1mol甘油 2mol苯酐 5mol二甘醇 7mol新戊二醇 2mol,工艺：大豆油与所有醇加入反应釜，在220C下醇解至醇 的容忍度合格，降温至180C，加入苯酐升温至220C 酯化至酸值小于5mgKOH/g,
