聚氨酯膠粘劑是目前正在迅猛發展的聚氨酯樹脂中(zhōng)的一個重要組成部分(fēn),具(jù)有(yǒu)優異的性能(néng),在許多(duō)方面都得到了廣泛的應用(yòng),是八大合成膠粘劑中(zhōng)的重要品種之一。
聚氨酯膠粘劑具(jù)備優異的抗剪切強度和抗沖擊特性,适用(yòng)于各種結構性粘合領域,并具(jù)備優異的柔韌特性。
聚氨酯膠粘粘劑具(jù)備優異的橡膠特性,能(néng)适應不同熱膨脹系數基材的粘合,它在基材之間形成具(jù)有(yǒu)軟-硬過渡層,不僅粘接力強,同時還具(jù)有(yǒu)優異的緩沖、減震功能(néng)。聚氨酯膠粘粘劑的低溫和超低溫性能(néng)超過所有(yǒu)其他(tā)類型的膠粘劑。
水性聚氨酯膠粘劑具(jù)有(yǒu)低VOC含量、低或無環境污染、不燃等特點,是聚氨酯膠粘劑的重點發展方向。
聚氨酯膠粘劑的多(duō)樣性為(wèi)許多(duō)粘接難題都準備了解決的方法,且特别适用(yòng)于其他(tā)類型膠粘劑不能(néng)粘接或粘接有(yǒu)困難的地方。
此外,聚氨酯膠粘劑還具(jù)有(yǒu)韌性可(kě)調節、粘合工(gōng)藝簡便、極佳的耐低溫性能(néng)以及優良的穩定性等等特性。正是由于聚氨酯膠粘劑這種優良的粘接性能(néng)和對多(duō)種基材的粘接适應性,使其應用(yòng)領域不斷擴大,在國(guó)内外近年來成為(wèi)發展最快的膠粘劑。
1、汽車(chē)用(yòng)聚氨酯膠粘劑
新(xīn)型汽車(chē)結構中(zhōng)引入大量的輕質(zhì)金屬、複合材料和塑料,造成汽車(chē)用(yòng)膠粘劑和密封膠持續增長(cháng)。在汽車(chē)上應用(yòng)最為(wèi)廣泛的聚氨酯膠粘劑主要有(yǒu)裝(zhuāng)配擋風玻璃用(yòng)單組分(fēn)濕固化聚氨酯密封膠;粘接玻璃纖維增強塑料和片狀模塑複合材料的結構膠粘劑、内裝(zhuāng)件用(yòng)雙組分(fēn)聚氨酯膠粘劑及水性聚氨酯膠等。汽車(chē)内飾件也是膠粘劑用(yòng)量增長(cháng)的一個領域。在過去相當長(cháng)的一段時間内,我國(guó)汽車(chē)制造業一直從國(guó)外進口聚氨酯擋風玻璃膠,直到“八五”期間,研制開發這種膠才被列入國(guó)家重點科(kē)技(jì )攻關項目。汽車(chē)上應用(yòng)廣泛的水性聚氨酯膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分(fēn)散于水中(zhōng)而形成的膠粘劑。大多(duō)數水性聚氨酯是線(xiàn)性熱塑性聚氨酯,由于其塗膜沒有(yǒu)交聯,分(fēn)子質(zhì)量較低,因而耐水性、耐溶劑性、膠膜強度等性能(néng)還較差,必須對其進行改性,以提高其性能(néng)。聚酯和丙烯酸的雜和分(fēn)散體(tǐ)與脲二酮和異氰脲酸酯配合,制備的汽車(chē)修補清漆,不需要高速攪拌設備,容易混合在一起,具(jù)有(yǒu)良好的粘附性能(néng)。
2、木(mù)材用(yòng)聚氨酯膠粘劑
随着世界性森林資源急劇減少和我國(guó)天然林資源保護工(gōng)程的實施,小(xiǎo)木(mù)材拼大闆就要求膠粘劑粘接強度和耐久耐候等性能(néng)優于木(mù)材本身。膠粘劑用(yòng)量的多(duō)少,已成為(wèi)衡量木(mù)材工(gōng)業技(jì )術發展水平的标志(zhì)。過去人們用(yòng)的木(mù)材膠粘劑多(duō)為(wèi)以甲醛為(wèi)主要原料的脲醛樹脂,酚醛樹脂和三聚氰氨甲醛樹脂,但由于遊離的甲醛存在,産(chǎn)品使用(yòng)期間會逐漸向周圍散發甲醛氣體(tǐ),造成環境污染。木(mù)材加工(gōng)行業已開始将目光投向新(xīn)型的環保膠粘劑聚氨酯膠,以期減少對環境的污染。木(mù)工(gōng)行業使用(yòng)的單組分(fēn)濕氣固化聚氨酯膠粘劑是液态的,在室溫下使用(yòng)。通常其粘接強度高、柔韌性和耐水性好,并能(néng)和許多(duō)非木(mù)基材(如紡織纖維、金屬、塑料、橡膠等)粘接。單組分(fēn)聚氨酯膠粘劑在測試中(zhōng)所表現出的幹、濕強度均要好于酚醛膠粘劑。粘接前,在粘接基材表面塗布羟甲基間苯二酚(HMR)偶合劑可(kě)以提高粘接強度,HMR可(kě)以加強所有(yǒu)熱固型木(mù)材膠粘劑的粘接強度。當木(mù)材表面預塗HMR偶合劑時,單組分(fēn)聚氨酯膠粘劑的強度和耐久性可(kě)以滿足大部分(fēn)嚴格的測試要求。
3、鞋用(yòng)聚氨酯膠粘劑
我國(guó)是一個制鞋大國(guó),鞋用(yòng)膠粘劑的發展經曆3代後,随着全球性環保意識的提高,以及石油危機的加劇,促使第4代環保無溶劑型和水基型鞋用(yòng)粘膠劑的出現。近年來,水性聚氨酯的制備工(gōng)藝已日趨成熟。對于一些低極性鞋材如SBS等材質(zhì)的粘接,聚氨酯膠粘劑的剝離強度達不到要求。通過添加增粘樹脂等進行改性,可(kě)開發出具(jù)有(yǒu)結晶度高、結晶速度快、内聚強度大和剝離強度較理(lǐ)想的聚氨酯鞋用(yòng)膠粘劑。
4、包裝(zhuāng)用(yòng)聚氨酯膠粘劑
軟包裝(zhuāng)又(yòu)稱軟罐頭,以其輕質(zhì)方便、保鮮期長(cháng)、衛生、易貯存運輸、易拆開、垃圾量少及貨架效應良好等獨特的綜合性能(néng),現已超過硬包裝(zhuāng)如塑料、玻璃瓶和罐等。聚氨酯膠粘劑由于其優異的性能(néng),可(kě)将不同性質(zhì)的薄膜材料粘接在一起得到耐寒、耐油、耐藥品、透明、耐磨等各種性能(néng)的軟包裝(zhuāng)用(yòng)複合薄膜。目前在國(guó)内外市場中(zhōng),聚氨酯膠粘劑已經成為(wèi)軟包裝(zhuāng)用(yòng)複合薄膜加工(gōng)的主要膠粘劑。在國(guó)内膠粘劑市場中(zhōng),包裝(zhuāng)用(yòng)複合薄膜制造業中(zhōng),聚氨酯膠粘劑用(yòng)量僅次于制鞋業而居第二位。用(yòng)于包裝(zhuāng)的聚氨酯膠粘劑品種繁多(duō),如水基聚氨酯膠粘劑、熱熔型聚氨酯膠粘劑、溶劑型聚氨酯膠粘劑、無溶劑型聚氨酯膠粘劑。其中(zhōng)常用(yòng)的聚氨酯熱熔膠又(yòu)可(kě)分(fēn)為(wèi)2類:1)熱塑性聚氨酯彈性體(tǐ)熱熔膠:2)反應型熱熔膠。熱塑性熱熔膠的主要缺點是粘度較高,故對塗布表觀質(zhì)量的影響較大。反應型聚氨酯熱熔膠粘劑是在傳統熱熔膠基礎上發展起來的一類新(xīn)型膠粘劑,它不僅有(yǒu)傳統熱熔膠初粘性好和後固化性能(néng)優的特點,又(yòu)具(jù)有(yǒu)聚氨酯的組成結構多(duō)變和性能(néng)調節範圍大的優點,對多(duō)種基材具(jù)有(yǒu)優良的粘接性能(néng)。另外,在包裝(zhuāng)用(yòng)水性聚氨酯膠方面,由于乳化劑的使用(yòng)或分(fēn)子中(zhōng)親水性離子基團的引入,使其耐水性降低,近年來,對提高其耐水性的研究已成為(wèi)熱點。同時由于水的熱容較大,故如何提高其固含量從而提高其幹燥速度,也是目前亟待解決的問題之一。
5、建築用(yòng)聚氨酯膠粘劑
聚氨酯膠粘劑除具(jù)有(yǒu)無毒、無污染、使用(yòng)方便等優點,還具(jù)有(yǒu)其它膠粘劑無法比拟的優點,即優良的耐低溫、耐溶劑、耐老化、耐臭氧及耐細菌性能(néng),在建築鋪裝(zhuāng)材料的應用(yòng)中(zhōng)發揮着重要作(zuò)用(yòng)[42]。廣泛應用(yòng)于彈性橡膠地墊、硬質(zhì)橡膠地磚和鋪設塑膠跑道運動場中(zhōng)。新(xīn)型雙組分(fēn)聚氨酯膠粘劑突破傳統膠粘劑剪切強度與剝離強度的矛盾,可(kě)使兩者同時達到較高使用(yòng)強度,在建築用(yòng)鋼闆的粘接中(zhōng)體(tǐ)現出優異的性能(néng),粘接牢固且不易産(chǎn)生形變,而且室溫可(kě)調固化速度,使該聚氨酯膠在使用(yòng)上方便易行,應用(yòng)廣泛。聚氨酯膠粘劑在建築用(yòng)PVC材料粘接,夾心闆生産(chǎn)以及建築防水塗料中(zhōng)都得到廣泛使用(yòng)。
6、油墨用(yòng)聚氨酯粘接劑
水性油墨被列為(wèi)環境友好型印刷首選。常溫交聯水性聚氨酯膠粘劑可(kě)制得适合凹版印刷的單組分(fēn)聚氨酯水性油墨,該水性油墨高光耐水、強附着、幹性可(kě)調、色彩鮮豔、層次清晰、無毒不燃、耐侯、粘稠易控,與其它水性油墨相比,對各種承印物(wù)材料具(jù)有(yǒu)廣泛的适應性。聚氨酯-聚丙稀酸酯作(zuò)為(wèi)水性油墨的連接料,在油墨薄膜印刷品幹燥過程中(zhōng),綜合了聚氨酯膠粘劑和聚丙烯酸酯的性能(néng),由此改性得到的乳液對薄膜也具(jù)有(yǒu)較好的附着牢度。
彩印行業所用(yòng)的基膜主要有(yǒu)聚酯膜、尼龍膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜等幾種,選擇油墨的關鍵在于其應對這幾種基膜均具(jù)有(yǒu)良好的附着力。使用(yòng)分(fēn)子中(zhōng)含有(yǒu)羟基的氯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物(wù)與大分(fēn)子二元醇、小(xiǎo)分(fēn)子擴鏈劑、甲苯二異氰酸酯共同反應,可(kě)制得的新(xīn)型聚氨酯膠粘劑,能(néng)有(yǒu)效地提高彩印油墨的品質(zhì)。
7、書籍裝(zhuāng)訂用(yòng)聚氨酯膠粘劑
近20年來,在書籍裝(zhuāng)訂中(zhōng),熱熔膠的應用(yòng)已經獲得了迅猛發展。其原因主要是低價平裝(zhuāng)書生産(chǎn)有(yǒu)了驚人的增長(cháng),與此同時産(chǎn)生了無線(xiàn)裝(zhuāng)訂工(gōng)藝,由于EVA熱熔膠具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的粘接性和彈性,目前國(guó)内市場上使用(yòng)的書籍裝(zhuāng)訂熱熔膠絕大部分(fēn)為(wèi)EVA型熱熔膠。但EVA型熱熔膠價格昂貴,而且EVA型熱熔膠具(jù)有(yǒu)記憶性等缺點。聚氨酯熱熔膠則可(kě)彌補以上缺陷,該膠粘劑生産(chǎn)工(gōng)藝簡單,成本低廉,膠粘劑的彈性、韌性好,粘接強度高,膠粘劑可(kě)以反複熔化使用(yòng),産(chǎn)品利用(yòng)率高,具(jù)有(yǒu)更廣闊的應用(yòng)前景。
8、鐵路建設上的應用(yòng)
無砟軌道鋪設(高鐵工(gōng)程技(jì )術的發展方向)用(yòng)膠将以國(guó)産(chǎn)聚氨酯膠粘劑産(chǎn)品為(wèi)主,單軌每5米嵌入一個凸型擋台,每個擋台兩邊各需灌注聚氨酯膠粘劑約17.8kg,每公(gōng)裏雙軌無砟軌道建設需聚氨酯灌封膠粘劑7噸以上。除了在鐵路鋪設方面外,高速列車(chē)的生産(chǎn)對于聚氨酯膠粘劑的使用(yòng)需求也大大增加,聚氨酯在車(chē)輛上承擔着玻璃粘接、地闆粘接、嵌縫填充、密封防水等各種必不可(kě)少的作(zuò)用(yòng),在車(chē)輛上,按照動車(chē)組CRH3為(wèi)基礎,單節車(chē)廂用(yòng)聚氨酯膠約84.07L折算約合為(wèi)109.3Kg,主要應用(yòng)于車(chē)窗玻璃的粘接密封及部分(fēn)填充部位的密封。
9、其它
聚氨酯膠粘劑由于其優異的粘接特性,在航天器材的粘接、文(wén)物(wù)保護與修複、軍工(gōng)産(chǎn)業、文(wén)具(jù)用(yòng)品、醫(yī)療衛生等方面發揮越來越重要的作(zuò)用(yòng)。
聚氨酯膠粘劑以其優異的性能(néng)廣泛應用(yòng)于各個領域,日漸成為(wèi)人類生活中(zhōng)重要的合成材料。目前,世界聚氨酯膠粘劑工(gōng)業正向适應環境保護、安(ān)全衛生、資源回收等方向發展。我國(guó)聚氨酯膠粘劑工(gōng)業也顯示了較快的增長(cháng)勢頭,技(jì )術開發也取得了很(hěn)大的進展。随着聚氨酯用(yòng)途的逐漸拓展和人類環保意識的不斷增強。
聚氨酯膠粘劑特點