【聚(ju)氨酯(zhi)膠粘(zhan)劑】聚(ju)氨酯(zhi)膠粘(zhan)劑配方 聚(ju)氨酯(zhi)膠配方
聚氨酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)膠粘(zhan)(zhan)劑是指在(zai)分(fen)子(zi)(zi)鏈中(zhong)含(han)有(you)氨基(ji)(ji)(ji)甲(jia)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)基(ji)(ji)(ji)團(-NHCOO-)或(huo)異氰(qing)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)基(ji)(ji)(ji)(-NCO)的膠粘(zhan)(zhan)劑。聚氨酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)膠粘(zhan)(zhan)劑分(fen)為多(duo)異氰(qing)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和聚氨酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)兩(liang)大類。多(duo)異氰(qing)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)分(fen)子(zi)(zi)鏈中(zhong)含(han)有(you)異氰(qing)基(ji)(ji)(ji)(-NCO)和氨基(ji)(ji)(ji)甲(jia)酸(suan)(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)基(ji)(ji)(ji)(-NH-COO-),故(gu)聚氨酯(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)膠粘(zhan)(zhan)劑表(biao)現出高度的活性與(yu)極(ji)性。與(yu)含(han)有(you)活潑氫的基(ji)(ji)(ji)材(cai)(cai),如泡沫、塑料(liao)、木材(cai)(cai)、皮革、織物、紙張、陶瓷(ci)等多(duo)孔材(cai)(cai)料(liao),以(yi)及金屬、玻璃、橡膠、塑料(liao)等表(biao)面光潔的材(cai)(cai)料(liao)都有(you)優良的化學粘(zhan)(zhan)接力。
聚氨酯膠粘劑的制備與配方
一、多異氰酸酯膠粘劑(單組分)
1.配制(zhi):將多異氰(qing)酸酯單(dan)(dan)體與溶(rong)劑(ji)按一定比(bi)例混合均勻(yun),即可配制(zhi)成多異氰(qing)酸酯膠粘劑(ji)(單(dan)(dan)組分) 。
2.固(gu)化原理:—NCO與被粘物表面—OH作(zuo)用,可在常溫(wen)或高溫(wen)下固(gu)化。
3.多異氰(qing)酸(suan)樹脂膠粘劑的特(te)點:
1)多(duo)異(yi)氰酸酯分子量低(di),滲(shen)透力(li)強,且(qie)反(fan)應(ying)后性高(gao),故(gu)粘(zhan)結力(li)很(hen)強;
2)固化后,耐熱、耐溶劑性能(neng)好;
3)含游(you)離異氰酸(suan)酯基團(tuan)高(gao),對潮氣敏感(gan)、有毒性(xing);
4)多(duo)異氰酸酯(zhi)分子量低,固化(hua)后,膠層硬(ying)度高,有脆性(xing),常需(xu)改性(xing)。
4.多異氰酸樹脂膠粘劑的配方(fang)實例(li):
JQ-1膠配方:
組(zu)分: 質量份:
三(san)苯基(ji)甲烷三(san)異氰酸酯 20
氯苯 80
固化條件:0.3MPa壓(ya)力,140℃下固化 30min
應用:可用于(yu)橡膠與(yu)金(jin)屬(粘結力不小于(yu)4.0MPa)、橡膠與(yu)織(zhi)物(粘結力不小于(yu)1.6MPa)的粘結。
配方:
組分: 質量份:
二(er)苯基甲烷二(er)異(yi)氰酸酯(MDI) 50
氯苯 50
亞磷酸酯 少許
固化條件(jian):0.3MPa壓(ya)力,140℃下固化30min .
應用(yong)(yong):可用(yong)(yong)于(yu)橡膠(jiao)與金屬,粘結力高于(yu)JQ-1膠(jiao)。
二、封端型異氰酸樹脂膠粘劑(單組分)
1.封(feng)端型(xing)異(yi)氰(qing)酸酯是異(yi)氰(qing)酸酯與(yu)苯酚或其他羥基化(hua)合(he)物(wu)反應(ying)生成一(yi)種具有(you)氨酯結(jie)構,暫時(shi)封(feng)閉了(le)活潑(po)的(de)(de)異(yi)氰(qing)基的(de)(de)膠粘劑。具有(you)不怕水(shui)、穩(wen)定性(xing)高的(de)(de)特點。
2.封閉與固(gu)(gu)化(hua)機(ji)理:封端型異氰酸(suan)加成(cheng)物(如與ph-OH)在150°C以上,反應(ying)逆向進(jin)行(xing),恢復(fu)活(huo)性(xing),粘接面接觸加壓即可(ke)固(gu)(gu)化(hua)。
3.常見(jian)的異氰酸(suan)(suan)酯封閉劑:苯酚、叔丁醇(chun)、丙二(er)酸(suan)(suan)二(er)乙酯、己內酰胺 。
封端型異氰酸加成物的(de)解(jie)離溫度(du)(du)一般(ban)在(zai)60-200℃之間(jian)。但(dan)加入叔(shu)胺、有(you)機錫等(deng)催化(hua)劑(ji),可降低解(jie)離溫度(du)(du),加速解(jie)離反應(ying)。在(zai)封閉(bi)劑(ji)相同時(shi),HDI比TDI的(de)封閉(bi)解(jie)離溫度(du)(du)要高10-20℃。
4.影響封閉(bi)型膠粘劑性能的因素
1)封閉(bi)劑對(dui)封閉(bi)率及儲(chu)存穩定(ding)性(xing)的(de)影響:
封閉率:苯酚 < 叔(shu)丁醇 < 丙二酸(suan)二乙酯<己(ji)內酰胺
封閉(bi)率與封閉(bi)劑的反(fan)應活(huo)性(xing)有關,活(huo)性(xing)越(yue)(yue)(yue)高,封閉(bi)率越(yue)(yue)(yue)高;而(er)反(fan)應活(huo)性(xing)與其堿(jian)性(xing)有關,堿(jian)性(xing)越(yue)(yue)(yue)強,活(huo)性(xing)越(yue)(yue)(yue)高。
2)儲存穩定性:
苯酚(20d) < 叔(shu)丁醇(40d) < 丙二酸(suan) 二乙酯(3月) <己內酰胺(半年)。
3)封閉反(fan)應(ying)催化劑的選擇(ze):
催(cui)化劑的堿性(xing)和親核性(xing)越強,其催(cui)化活性(xing)越高(gao)。
常用的(de)催化劑(ji):有機錫、叔胺、堿金屬的(de)醇鹽(yan)、酚鹽(yan)。
催(cui)化劑對封(feng)閉與解離(li)正(zheng)逆反應均有(you)催(cui)化作用,應注意選(xuan)用。
4)封閉反應中溶劑的選擇:
為降低粘度,防(fang)止(zhi)異氰酸(suan)酯在(zai)強堿催化下發生二聚(ju)、三(san)聚(ju),常需使用溶劑。
常用的溶劑(ji):甲(jia)苯、DMF。
5.封(feng)閉型異氰酸樹脂膠粘劑的配方實例:
普通封閉型異氰酸樹脂膠粘劑配方1:
組分: 質量份:
聚己二酸己二醇 202
二乙(yi)烯三胺 3.3
TDI (丁酮肟封閉,摩(mo)爾比1:1) 34.8
固化條件:涂膠后,120℃下(xia)固化20min。
應用:可用于(yu)織物(粘結力不小于(yu)26.0MPa),伸長率610%。
封(feng)閉型異氰酸樹脂膠粘劑配方2:
組(zu)分(fen): 質量份:
Hylene MP(苯(ben)酚封閉的MDI)水分散液(40%) 27.5
氯丁膠乳 173
氧化鋅 15
防老劑(酚類) 6
固化條(tiao)件(jian):涂膠(jiao)后,0.2MPa, 140℃下固化20-40min。
應用(yong):可用(yong)于(yu)膠片、織(zhi)物的粘結(jie)(粘結(jie)強度不小于(yu)5.6kN/m)。
三、預聚體型聚氨酯樹脂膠粘劑(雙組分)
將多異(yi)氰酸酯單(dan)體與多羥基(ji)樹脂(zhi)反應,生成(cheng)的預聚體作甲組(zu)(zu)分,將多羥基(ji)樹脂(zhi)(如:聚酯,聚醚)、催(cui)化劑(ji)與溶(rong)劑(ji)作乙組(zu)(zu)分配制而成(cheng)的膠粘劑(ji)(雙組(zu)(zu)分) 。
預聚體的制備
制備的(de)技術關鍵是異氰酸(suan)酯基的(de)含量,一般應(ying)控制在:0.01-0.2之間。
控(kong)制異氰(qing)酸酯基(ji)含(han)量的方法:
100g羥(qian)基化合(he)物所需的(de)TDI的(de)量可用(yong)下式計算:
式中(zhong)X為預定制(zhi)備的預聚體異氰酸(suan)酯基(ji)的含量(liang)(0.01-0.2)。
預聚體(ti)型(xing)聚氨酯樹脂膠粘劑(雙組分)的特點
1)兩個組分混合(he)后,通(tong)過(guo)反應(ying)固化,屬于反應(ying)型膠粘劑(ji)。
2)性能及粘度可調。
3)可室溫(wen)固化,也可高溫(wen)固化。
4)粘(zhan)結強度大(可做(zuo)結構膠),粘(zhan)接范圍廣,是聚(ju)氨酯樹脂(zhi)膠粘(zhan)劑中品(pin)種最(zui)多,產(chan)量最(zui)大的產(chan)品(pin)。雙組分預聚(ju)體型。
聚氨酯膠粘劑配方設計
主要考慮:
1)羥基組(zu)分(甲組(zu)分)的選擇;
2)聚氨酯(zhi)預聚體型的合成(乙組分);
3)固化劑(ji)的選擇(ze);
4)溶(rong)劑(ji)的選擇。
通用雙(shuang)組分(fen)聚氨酯膠粘劑配方:
組(zu)分: 質量份:
甲(jia):聚酯(zhi)聚氨酯(zhi)預(yu)聚體的(de)丙酮溶液 100
乙:三羥(qian)甲基丙烷與TDI加(jia)成物(wu)的醋酸乙酯(zhi)溶液 10-50
配制(zhi)與固(gu)化:(n+1)mol乙(yi)二醇加 nmol己(ji)二酸聚合脫水后,加入0.5n mol TDI,在85℃反應1h,產物溶(rong)(rong)于丙(bing)酮(固(gu)含(han)量(liang)30% )制(zhi)得甲組(zu)分;1mol三羥甲基丙(bing)烷和3molTDI反應,產物溶(rong)(rong)于醋酸乙(yi)酯(固(gu)含(han)量(liang)60% )中制(zhi)得乙(yi)組(zu)分。
固化條件:涂膠后,在0.03-0.05MPa下,室溫(wen)固化24h。
應(ying)用(yong):可(ke)用(yong)于橡(xiang)膠、金屬、硬塑(su)料、木(mu)材、陶瓷等的粘結。