聚氨酯膠黏劑

1、 聚氨酯聚氨酯膠黏劑膠黏劑制 作 人：陳 金 偉 雷 天 陽(yáng)演 講 人：黃 玉 杰修 改 人：覃 宗 勇收 集 材 料：黃 思 博 宋 冉 冉 官 云回 答 問(wèn) 題：張 文 林 魏 恒 祥制作日期：2016.4.28第五小組職員分工第一部分第一部分 聚氨脂的歷史聚氨脂的歷史w 聚氨酯膠黏劑聚氨酯膠黏劑(Polyurethane Adhesive)是指在分子鏈中是指在分子鏈中含有氨基甲酸酯基團(tuán)含有氨基甲酸酯基團(tuán)(NHCOO)和和/或異氰酸酯基或異氰酸酯基(NCO)的膠黏劑。它具有優(yōu)異的性能，且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。的膠黏劑。它具有優(yōu)異的性能，且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。德國(guó)德國(guó)Bayer公司公司的聚氨酯膠黏劑專家的

2、聚氨酯膠黏劑專家Gunter Festel指出：指出：聚氨酯膠黏劑的多樣性幾乎為每一種粘接難題都準(zhǔn)備了聚氨酯膠黏劑的多樣性幾乎為每一種粘接難題都準(zhǔn)備了解決的方法。解決的方法。w 1849年年德國(guó)化學(xué)家德國(guó)化學(xué)家Wurts用烷基硫酸鹽與氰酸鉀進(jìn)行用烷基硫酸鹽與氰酸鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，首次合成了復(fù)分解反應(yīng)，首次合成了脂肪族脂肪族異氰酸酯化合物；異氰酸酯化合物；1850年年德國(guó)化學(xué)家德國(guó)化學(xué)家Hoffman用二苯基甲酰胺合成了用二苯基甲酰胺合成了苯基異氰酸苯基異氰酸酯酯；1884年年，Hentschel用胺或胺鹽與光氣反應(yīng)合成了異氰用胺或胺鹽與光氣反應(yīng)合成了異氰酸酯，成為酸酯，成為工業(yè)上工業(yè)上合成異氰

3、酸酯的方法。合成異氰酸酯的方法。 w 目前合成異氰酸酯的方法雖有目前合成異氰酸酯的方法雖有27種種之多，但是之多，但是100多年多年來(lái)，來(lái)，工業(yè)工業(yè)化合成異氰酸酯的方法仍是化合成異氰酸酯的方法仍是伯胺光氣法伯胺光氣法，其他的，其他的合成方法仍處于試驗(yàn)或中試階段。近年來(lái)合成方法仍處于試驗(yàn)或中試階段。近年來(lái)硝基化合物硝基化合物和一和一氧化碳在高溫高壓催化下合成異氰酸酯的方法有望成為新氧化碳在高溫高壓催化下合成異氰酸酯的方法有望成為新的工業(yè)化合成方法。的工業(yè)化合成方法。w 1937年，德國(guó)化學(xué)家年，德國(guó)化學(xué)家Bayer聚氨酯工業(yè)的奠基人，與聚氨酯工業(yè)的奠基人，與其同事發(fā)現(xiàn)異氰酸酯能與含活潑氫的化合物

4、發(fā)生反應(yīng)，其同事發(fā)現(xiàn)異氰酸酯能與含活潑氫的化合物發(fā)生反應(yīng)，如二異氰酸酯與二元胺反應(yīng)能制成有強(qiáng)度的聚合物，從如二異氰酸酯與二元胺反應(yīng)能制成有強(qiáng)度的聚合物，從而奠定了聚氨酯化學(xué)基礎(chǔ)，并首次利用異氰酸酯與多元而奠定了聚氨酯化學(xué)基礎(chǔ)，并首次利用異氰酸酯與多元醇化合物制得聚氨酯樹(shù)脂。醇化合物制得聚氨酯樹(shù)脂。 w 第二次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)拜耳公司用第二次世界大戰(zhàn)期間，德國(guó)拜耳公司用4，4，4三苯基甲烷三異氰酸酯膠接金屬和合成橡膠三苯基甲烷三異氰酸酯膠接金屬和合成橡膠獲得成功，應(yīng)用于坦克的履帶上，使聚氨酯膠黏劑首次工獲得成功，應(yīng)用于坦克的履帶上，使聚氨酯膠黏劑首次工業(yè)化。該公司還首先以三異氰酸酯和聚酯多元醇

5、為原料開(kāi)業(yè)化。該公司還首先以三異氰酸酯和聚酯多元醇為原料開(kāi)發(fā)了商品名為發(fā)了商品名為Polystal的系列雙組分溶劑型聚氨酯膠黏劑。的系列雙組分溶劑型聚氨酯膠黏劑。為日后聚氨酯膠黏劑工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。為日后聚氨酯膠黏劑工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。w 美國(guó)美國(guó)第二次世界大戰(zhàn)后于第二次世界大戰(zhàn)后于1953年年引進(jìn)德國(guó)技術(shù)，開(kāi)發(fā)引進(jìn)德國(guó)技術(shù)，開(kāi)發(fā)了以了以蓖麻油蓖麻油和和聚醚多元醇聚醚多元醇為原料的聚氨酯膠黏劑。為原料的聚氨酯膠黏劑。1968年，年，Goodyear公司開(kāi)發(fā)了無(wú)溶劑型聚氨酯結(jié)構(gòu)膠黏劑公司開(kāi)發(fā)了無(wú)溶劑型聚氨酯結(jié)構(gòu)膠黏劑“Pliogrip”，并成功地應(yīng)用于汽車用玻璃纖維增強(qiáng)塑料的，并成功地應(yīng)用

6、于汽車用玻璃纖維增強(qiáng)塑料的膠膠接。接。1978年年又開(kāi)發(fā)了單組分濕固化型聚氨酯膠黏劑，又開(kāi)發(fā)了單組分濕固化型聚氨酯膠黏劑，1984年年美國(guó)市場(chǎng)上又出現(xiàn)了反應(yīng)型熱熔聚氨酯膠黏劑。美國(guó)市場(chǎng)上又出現(xiàn)了反應(yīng)型熱熔聚氨酯膠黏劑。w 日本日本于于1954年年引進(jìn)德國(guó)和美國(guó)聚氨酯技術(shù)，引進(jìn)德國(guó)和美國(guó)聚氨酯技術(shù)，1960年年生產(chǎn)聚氨酯原料，生產(chǎn)聚氨酯原料，1966年開(kāi)始生產(chǎn)聚氨酯膠黏劑。年開(kāi)始生產(chǎn)聚氨酯膠黏劑。1975年年日本日本光洋公司光洋公司開(kāi)發(fā)成功開(kāi)發(fā)成功“乙烯類聚氨酯乙烯類聚氨酯”水性膠黏劑，于水性膠黏劑，于1981年年投入工業(yè)化生產(chǎn)。目前日本聚氨酯膠黏劑的研究與投入工業(yè)化生產(chǎn)。目前日本聚氨酯膠黏劑的

7、研究與生產(chǎn)十分活躍，生產(chǎn)十分活躍，與美國(guó)、西歐與美國(guó)、西歐一起成為聚氨酯生產(chǎn)、出口一起成為聚氨酯生產(chǎn)、出口大國(guó)。大國(guó)。w 1. 聚氨酯膠黏劑的特點(diǎn)聚氨酯膠黏劑的特點(diǎn)w （1）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)w 聚氨酯膠黏劑因含有極性很強(qiáng)、化學(xué)活潑性很高的聚氨酯膠黏劑因含有極性很強(qiáng)、化學(xué)活潑性很高的異氰酸酯基和氨酯基，它與含有活潑氫的材料，如泡沫塑異氰酸酯基和氨酯基，它與含有活潑氫的材料，如泡沫塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料和金屬、料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料和金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有著優(yōu)良的化學(xué)膠玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有著優(yōu)良的化學(xué)膠接力。接力。w 調(diào)節(jié)聚氨

8、酯樹(shù)脂的配方可控制分子鏈中軟緞與硬段調(diào)節(jié)聚氨酯樹(shù)脂的配方可控制分子鏈中軟緞與硬段w 比例及結(jié)構(gòu)，制成不同硬度和伸長(zhǎng)率的膠黏劑。比例及結(jié)構(gòu)，制成不同硬度和伸長(zhǎng)率的膠黏劑。w 可加熱固化，也可以室溫固化?？杉訜峁袒?，也可以室溫固化。w 固化屬于加聚反應(yīng)，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，因此不易使固化屬于加聚反應(yīng)，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生，因此不易使膠合層產(chǎn)生缺陷。膠合層產(chǎn)生缺陷。w 低溫和超低溫性能特別優(yōu)良，超過(guò)所有其他類型的膠低溫和超低溫性能特別優(yōu)良，超過(guò)所有其他類型的膠黏劑。其膠合層可在黏劑。其膠合層可在-196 ，甚至，甚至-253 下使用。下使用。w 具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶劑、耐化學(xué)藥品、具有良好的耐磨、

9、耐水、耐油、耐溶劑、耐化學(xué)藥品、耐臭氧及防霉菌等性能。耐臭氧及防霉菌等性能。w （2）缺點(diǎn)）缺點(diǎn)w 在高溫、高濕下易水解而降低膠合強(qiáng)度。在高溫、高濕下易水解而降低膠合強(qiáng)度。 2. 聚氨酯膠粘劑的分類聚氨酯膠粘劑的分類w 聚氨酯膠黏劑的類型和品種很多，其分類方法也很多，聚氨酯膠黏劑的類型和品種很多，其分類方法也很多，一般可按照反應(yīng)組成、溶劑形態(tài)、包裝、用途、固化方式一般可按照反應(yīng)組成、溶劑形態(tài)、包裝、用途、固化方式等方法分類。等方法分類。（1）按照反應(yīng)組分進(jìn)行分類）按照反應(yīng)組分進(jìn)行分類 w 多異氰酸酯膠黏劑多異氰酸酯膠黏劑 （單體膠粘劑）（單體膠粘劑）w 含異氰酸酯基含異氰酸酯基聚氨酯聚氨酯膠黏

10、劑膠黏劑 w 主要組成含異氰酸酯基主要組成含異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，多聚氨酯預(yù)聚體，多異氰酸酯和異氰酸酯和多羥基化合物的反應(yīng)生成物。是多羥基化合物的反應(yīng)生成物。是聚氨酯聚氨酯膠黏劑膠黏劑中最重要的中最重要的一部分，有一部分，有單組分單組分、雙組分雙組分、溶劑型溶劑型、無(wú)溶劑型等類型。、無(wú)溶劑型等類型。（1）按照反應(yīng)組分進(jìn)行分類）按照反應(yīng)組分進(jìn)行分類w 含羥基聚氨酯膠黏劑含羥基聚氨酯膠黏劑 w 含羥基含羥基的線型的線型聚氨酯聚合物，由聚氨酯聚合物，由二二異氰酸酯異氰酸酯與與二官能度二官能度的聚酯或聚醚反應(yīng)生成。的聚酯或聚醚反應(yīng)生成。w 屬屬雙組分雙組分膠黏劑膠黏劑（2）按照溶劑形態(tài)進(jìn)行分類）按照

11、溶劑形態(tài)進(jìn)行分類 w 溶劑型聚氨酯膠黏劑溶劑型聚氨酯膠黏劑w 水性聚氨酯膠黏劑水性聚氨酯膠黏劑 （乳液膠黏劑）（乳液膠黏劑）w 無(wú)溶劑型聚氨酯膠黏劑無(wú)溶劑型聚氨酯膠黏劑 （活性溶劑，固體型，熱熔（活性溶劑，固體型，熱熔膠等）膠等）（3）按照組分進(jìn)行分類）按照組分進(jìn)行分類 w 單組分聚氨酯膠黏劑單組分聚氨酯膠黏劑w w 雙組分聚氨酯膠黏劑雙組分聚氨酯膠黏劑 （API、醇醇+ +預(yù)聚體）預(yù)聚體）（4）按照固化方式進(jìn)行分類）按照固化方式進(jìn)行分類 w 熱固性聚氨酯膠黏劑熱固性聚氨酯膠黏劑w 常溫固化型聚氨酯膠黏劑常溫固化型聚氨酯膠黏劑 w 濕固化型聚氨酯膠黏劑濕固化型聚氨酯膠黏劑w 紫外光固化型聚氨酯

12、膠黏劑紫外光固化型聚氨酯膠黏劑（5） 按照用途進(jìn)行分類按照用途進(jìn)行分類 w 通用型聚氨酯膠黏劑、食品包裝用聚氨酯膠黏劑、鞋用通用型聚氨酯膠黏劑、食品包裝用聚氨酯膠黏劑、鞋用聚氨酯膠黏劑、木材加工用聚氨酯膠黏劑、建筑用聚氨酯聚氨酯膠黏劑、木材加工用聚氨酯膠黏劑、建筑用聚氨酯膠黏劑、結(jié)構(gòu)用聚氨酯膠黏劑等。膠黏劑、結(jié)構(gòu)用聚氨酯膠黏劑等。第二部分第二部分 聚氨酯聚氨酯膠黏劑膠黏劑的原料的原料w 無(wú)論是異氰酸酯膠黏劑，還是聚氨基甲酸酯膠黏劑，無(wú)論是異氰酸酯膠黏劑，還是聚氨基甲酸酯膠黏劑，都需要異氰酸酯單體。都需要異氰酸酯單體。異氰酸酯異氰酸酯（Isocyanate）是一大類）是一大類含有異氰酸基（含有異

13、氰酸基（N=C=O）的有機(jī)化合物。異氰酸酯基由）的有機(jī)化合物。異氰酸酯基由于其累積于其累積雙鍵雙鍵和碳原子兩邊的和碳原子兩邊的電負(fù)性很大電負(fù)性很大的氮氧原子作的氮氧原子作用，使之具有很高的反應(yīng)活性，能與絕大多數(shù)含活潑氫的用，使之具有很高的反應(yīng)活性，能與絕大多數(shù)含活潑氫的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。 1. 異氰酸酯異氰酸酯w 常用的異氰酸酯主要有芳香族類和脂肪類兩種。常用的異氰酸酯主要有芳香族類和脂肪類兩種。芳香芳香族類族類的主要有：的主要有：TDI（2, 4甲苯二異氰酸酯或甲苯二異氰酸酯或2, 6甲苯甲苯二異氰酸酯）、二異氰酸酯）、MDI（二苯基甲烷（二苯基甲烷- 4, 4二異氰酸酯）、二異氰

14、酸酯）、NDI （1, 5萘二異氰酸酯）、萘二異氰酸酯）、PAPI（多亞甲基多苯基多（多亞甲基多苯基多異氰酸酯）等；異氰酸酯）等；w 脂肪族類脂肪族類的主要有：的主要有：HDI（六亞甲基二異氰酸酯）、（六亞甲基二異氰酸酯）、HMDI（二環(huán)己基甲烷（二環(huán)己基甲烷- 4, 4-二異氰酸酯）、二異氰酸酯）、IPDI（異（異佛爾酮二異氰酸酯）等。佛爾酮二異氰酸酯）等。w 由于由于TDI價(jià)格較低而且在價(jià)格較低而且在2, 4甲苯二異氰酸酯甲苯二異氰酸酯中兩個(gè)中兩個(gè)不同位置的不同位置的異氰酸根異氰酸根活性活性差異很大，有利于化學(xué)反應(yīng)中差異很大，有利于化學(xué)反應(yīng)中的分子設(shè)計(jì)，應(yīng)用較為廣泛。的分子設(shè)計(jì)，應(yīng)用較為廣

15、泛。w MDI比比TDI制備的制備的異氰酸酯異氰酸酯具有較高的模量和撕裂強(qiáng)具有較高的模量和撕裂強(qiáng)度，因?yàn)槎龋驗(yàn)镸DI對(duì)稱，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)規(guī)整有序的相區(qū)結(jié)構(gòu)。對(duì)稱，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)規(guī)整有序的相區(qū)結(jié)構(gòu)。w 芳香族異氰酸酯芳香族異氰酸酯制備的制備的聚氨酯聚氨酯，由于具有剛性的，由于具有剛性的芳環(huán)芳環(huán)，硬段硬段內(nèi)聚能增大，其強(qiáng)度比來(lái)自內(nèi)聚能增大，其強(qiáng)度比來(lái)自脂肪族脂肪族的的異氰酸酯異氰酸酯生生產(chǎn)的產(chǎn)的聚氨酯聚氨酯大，并且抗氧化性能也好。大，并且抗氧化性能也好。w 異氰酸酯異氰酸酯根據(jù)對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及對(duì)人的作用，將其歸類根據(jù)對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及對(duì)人的作用，將其歸類于危害性物料，在運(yùn)輸規(guī)范中也被視為危險(xiǎn)品。于危害性物料，在運(yùn)

16、輸規(guī)范中也被視為危險(xiǎn)品。w 異氰酸酯與水混合時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的異氰酸酯與水混合時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳二氧化碳?xì)怏w和取氣體和取代脲。對(duì)于代脲。對(duì)于木材木材膠接，適量的異氰酸酯與水反應(yīng)，達(dá)到擴(kuò)膠接，適量的異氰酸酯與水反應(yīng)，達(dá)到擴(kuò)鏈的作用，有益于增加樹(shù)脂的內(nèi)聚能，從而鏈的作用，有益于增加樹(shù)脂的內(nèi)聚能，從而提高提高膠接強(qiáng)度。膠接強(qiáng)度。 在使用多異氰酸酯單體作為膠黏劑或低相對(duì)分子質(zhì)量在使用多異氰酸酯單體作為膠黏劑或低相對(duì)分子質(zhì)量異氰酸酯預(yù)聚體膠黏劑時(shí)，這一異氰酸酯預(yù)聚體膠黏劑時(shí)，這一反應(yīng)反應(yīng)尤為重要，否則將會(huì)尤為重要，否則將會(huì)使使膠接強(qiáng)度降低膠接強(qiáng)度降低。 2. 聚酯多元醇聚酯多元醇w 大部分為二官能度。大

17、部分為二官能度。w 一般要求酸值為一般要求酸值為0.30.5mgKOH/g為宜。為宜。w 聚酯多元醇易于吸濕，貯運(yùn)應(yīng)避免大氣中水分進(jìn)入。聚酯多元醇易于吸濕，貯運(yùn)應(yīng)避免大氣中水分進(jìn)入。w 為了減少可逆反應(yīng)，溫度不應(yīng)超過(guò)為了減少可逆反應(yīng)，溫度不應(yīng)超過(guò)120 。3. 聚醚多元醇聚醚多元醇w 是是端羥基端羥基的齊聚物，主鏈上的烴基由醚鍵連接。的齊聚物，主鏈上的烴基由醚鍵連接。w 是以是以低分子量低分子量的多元醇、多元胺或含活潑氫的化合物的多元醇、多元胺或含活潑氫的化合物為起始劑，與為起始劑，與氧化烯烴氧化烯烴在催化劑作用下開(kāi)環(huán)聚合而成。在催化劑作用下開(kāi)環(huán)聚合而成。4. 催化劑催化劑w 主要需用主要需用

18、NCO/OH反應(yīng)催化劑和反應(yīng)催化劑和NCO/H2O反應(yīng)催化劑。反應(yīng)催化劑。w （1）有機(jī)錫類催化劑：有機(jī)錫類催化劑：w 此類催化劑催化此類催化劑催化NCO/OH反應(yīng)比催化反應(yīng)比催化NCO/H2O反應(yīng)強(qiáng)，反應(yīng)強(qiáng)，聚氨酯膠黏劑制備時(shí)大多采用此類催化劑。聚氨酯膠黏劑制備時(shí)大多采用此類催化劑。w （2）叔胺類催化劑：叔胺類催化劑：w 此類催化劑對(duì)此類催化劑對(duì)促進(jìn)與水的反應(yīng)促進(jìn)與水的反應(yīng)特別有效。特別有效。w 一般用于制備聚氨酯泡沫塑料，發(fā)泡型聚氨酯膠黏劑以一般用于制備聚氨酯泡沫塑料，發(fā)泡型聚氨酯膠黏劑以及低溫固化型、潮氣固化型聚氨酯膠黏劑。及低溫固化型、潮氣固化型聚氨酯膠黏劑。5. 溶劑溶劑w 為了調(diào)

19、整聚氨酯膠黏劑的黏度，便于工藝操作，在聚為了調(diào)整聚氨酯膠黏劑的黏度，便于工藝操作，在聚氨酯膠黏劑的制備或使用過(guò)程中，經(jīng)常要采用氨酯膠黏劑的制備或使用過(guò)程中，經(jīng)常要采用溶劑溶劑。 w 聚氨酯膠黏劑聚氨酯膠黏劑用的用的有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑必須是必須是“氨酯級(jí)溶劑氨酯級(jí)溶劑”，基基本上不含水、醇等活潑氫的化合物。本上不含水、醇等活潑氫的化合物。w 聚氨酯膠黏劑用的聚氨酯膠黏劑用的溶劑純度溶劑純度比一般工業(yè)品比一般工業(yè)品高高。w 聚氨酯膠黏劑采用的溶劑通常包括酮類（如甲乙酮、聚氨酯膠黏劑采用的溶劑通常包括酮類（如甲乙酮、丙酮）、芳香烴（甲苯）、二甲基甲酰胺、四氫呋喃等。丙酮）、芳香烴（甲苯）、二甲基甲酰胺

20、、四氫呋喃等。w 溶劑溶劑的選擇可根據(jù)聚氨酯分子與溶劑的的選擇可根據(jù)聚氨酯分子與溶劑的溶解原則溶解原則：w 溶度參數(shù)相近溶度參數(shù)相近、極性相似極性相似以及溶劑本身的揮發(fā)速度等因以及溶劑本身的揮發(fā)速度等因素來(lái)確定。素來(lái)確定。 聚氨酯膠黏劑常用溶劑物理性質(zhì)聚氨酯膠黏劑常用溶劑物理性質(zhì)溶溶 劑劑溶度參數(shù)溶度參數(shù)SP沸點(diǎn)，沸點(diǎn)， 相對(duì)密度相對(duì)密度折射率折射率甲苯甲苯8.85110.60.8661.4967二甲苯二甲苯8.79135-1450.860丙酮丙酮9.4156.50.78991.3591甲乙酮甲乙酮9.1979.60.80611.3790環(huán)己酮環(huán)己酮10.05155.60.94781.4507

21、四氫呋喃四氫呋喃9.1566.00.88921.4070二氧六環(huán)二氧六環(huán)10.24101.11.03291.4175二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺12.09153.00.94451.4269注：聚氨酯注：聚氨酯溶度參數(shù)溶度參數(shù)SP為為10。第三部分第三部分 聚氨酯樹(shù)脂的合成聚氨酯樹(shù)脂的合成w 在聚氨酯膠黏劑中，除了單體異氰酸酯膠黏劑外，在聚氨酯膠黏劑中，除了單體異氰酸酯膠黏劑外，其他種類的聚氨酯膠黏劑都需要經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)形成聚氨其他種類的聚氨酯膠黏劑都需要經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)形成聚氨酯樹(shù)脂。象其他聚合物一樣，各種類型的聚氨酯的性質(zhì)酯樹(shù)脂。象其他聚合物一樣，各種類型的聚氨酯的性質(zhì)首先依賴于分子量、交聯(lián)度、分子間

22、力的效應(yīng)、鏈節(jié)的首先依賴于分子量、交聯(lián)度、分子間力的效應(yīng)、鏈節(jié)的軟硬度以及規(guī)整性。軟硬度以及規(guī)整性。 w 聚氨酯的合成有多種途徑，但廣泛應(yīng)用的是聚氨酯的合成有多種途徑，但廣泛應(yīng)用的是二元二元、多多元元異氰酸酯與異氰酸酯與末端含羥基末端含羥基的聚酯多元醇或聚醚多元醇進(jìn)行的聚酯多元醇或聚醚多元醇進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)只用雙官能團(tuán)反應(yīng)物時(shí)，可以制成線型聚氨酯。反應(yīng)。當(dāng)只用雙官能團(tuán)反應(yīng)物時(shí)，可以制成線型聚氨酯。 (n+1) OCNRNCO+nHOOHOCNRNH COOOCNHORNCOnw 若用含若用含OH或含或含NCO組分的官能度是三或更多，組分的官能度是三或更多，則生成有支鏈或交聯(lián)的聚合物。最普通的交聯(lián)反

23、應(yīng)是多則生成有支鏈或交聯(lián)的聚合物。最普通的交聯(lián)反應(yīng)是多異氰酸酯與三官能度的多元醇反應(yīng)的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。異氰酸酯與三官能度的多元醇反應(yīng)的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。NH C OOOOC NHC ONHO+NCO3HOOHOH聚氨酯的結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響聚氨酯的結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響w 聚氨酯可看作是一種含軟鏈段和硬鏈段的嵌段共聚物。聚氨酯可看作是一種含軟鏈段和硬鏈段的嵌段共聚物。w 軟段軟段由低聚物多元醇組成，由低聚物多元醇組成，硬段硬段由多異氰酸酯或其與由多異氰酸酯或其與小分子擴(kuò)鏈劑組成。小分子擴(kuò)鏈劑組成。（1 1）軟段的影響）軟段的影響w 聚酯型聚酯型PU具有較高的強(qiáng)度、硬度、黏附力、抗熱氧化性；具有較高的強(qiáng)度、硬度、黏附力

24、、抗熱氧化性；w 聚醚型聚醚型PU具有較好的柔順性，優(yōu)越的低溫性能，較好的具有較好的柔順性，優(yōu)越的低溫性能，較好的耐水性；耐水性；w 聚酯和聚醚中聚酯和聚醚中側(cè)基越小側(cè)基越小、醚鍵或酯鍵之間、醚鍵或酯鍵之間亞甲基亞甲基數(shù)越多、數(shù)越多、結(jié)晶性結(jié)晶性軟段分子量軟段分子量越高，越高， PU結(jié)晶性越高，機(jī)械強(qiáng)度和膠接結(jié)晶性越高，機(jī)械強(qiáng)度和膠接強(qiáng)度越大。強(qiáng)度越大。（2 2）硬段的影響）硬段的影響w 對(duì)稱性對(duì)稱性的二異氰酸酯（的二異氰酸酯（MDI）制備的制備的PU具有較高的模具有較高的模量和撕裂強(qiáng)度；量和撕裂強(qiáng)度；w 芳香族芳香族異氰酸酯制備的異氰酸酯制備的PU強(qiáng)度較大，抗熱氧化性能好；強(qiáng)度較大，抗熱氧化

25、性能好；w 二元胺二元胺擴(kuò)鏈的擴(kuò)鏈的PU具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、模量、黏附性具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、模量、黏附性和耐熱性，且較好的低溫性能。和耐熱性，且較好的低溫性能。第四部分第四部分 聚氨酯的固化和膠接機(jī)理聚氨酯的固化和膠接機(jī)理w 1. .聚氨酯膠黏劑的固化聚氨酯膠黏劑的固化（1）單組分預(yù)聚體膠的固化單組分預(yù)聚體膠的固化 w 單組分預(yù)聚體膠可以常溫單組分預(yù)聚體膠可以常溫濕固化濕固化。因預(yù)聚體是帶有。因預(yù)聚體是帶有NCO的彈性體高聚物，遇空氣中的潮氣即和的彈性體高聚物，遇空氣中的潮氣即和H2O反應(yīng)反應(yīng)生生成含有成含有NH2的高聚物，并進(jìn)一步與的高聚物，并進(jìn)一步與NCO反應(yīng)生成含有反應(yīng)生成含有脲基的高聚

26、物。脲基的高聚物。w 這種這種濕固化濕固化型不需其它組分，使用方便，具有一定的型不需其它組分，使用方便，具有一定的強(qiáng)度和韌性。由于濕固化，膠層中有強(qiáng)度和韌性。由于濕固化，膠層中有氣泡氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生，NCO含含量量越高越高，氣泡越多，因此預(yù)聚體的，氣泡越多，因此預(yù)聚體的NCO含量不能過(guò)高。含量不能過(guò)高。 此外，膠接強(qiáng)度受此外，膠接強(qiáng)度受濕度濕度影響很大，濕度以影響很大，濕度以4090%之之間為宜。間為宜。w （2）雙組分）雙組分預(yù)聚體預(yù)聚體膠固化膠固化w 雙組分膠黏劑的雙組分膠黏劑的一組分一組分是端基含有是端基含有NCO的預(yù)聚體或的預(yù)聚體或者多異氰酸酯單體；者多異氰酸酯單體；另一組分另一組分是固

27、化劑（如胺類化合物）是固化劑（如胺類化合物）或者含羥基化合物，或者同時(shí)存在。或者含羥基化合物，或者同時(shí)存在。w 一般一般胺類胺類比比醇類醇類活性大活性大，采用不同固化劑可以調(diào)節(jié)固，采用不同固化劑可以調(diào)節(jié)固化時(shí)間并獲得不同性能的聚氨酯?；瘯r(shí)間并獲得不同性能的聚氨酯。 w 當(dāng)預(yù)聚體當(dāng)預(yù)聚體NCO含量高含量高時(shí)，可用低分子二元醇或端時(shí)，可用低分子二元醇或端基含基含OH的聚酯、聚醚與固化劑并用，以改善預(yù)聚體膠的聚酯、聚醚與固化劑并用，以改善預(yù)聚體膠的彈性。的彈性。w 當(dāng)預(yù)聚體當(dāng)預(yù)聚體NCO含量低含量低時(shí)，可以用多官能度的胺類時(shí)，可以用多官能度的胺類或醇類，以獲得高度交聯(lián)的聚氨酯。或醇類，以獲得高度交聯(lián)

28、的聚氨酯。2. 聚氨酯膠黏劑的膠接機(jī)理聚氨酯膠黏劑的膠接機(jī)理w 對(duì)對(duì)固體材料固體材料進(jìn)行粘接必須滿足進(jìn)行粘接必須滿足下列條件下列條件：w （1）接觸角盡可能小，到達(dá)完全潤(rùn)濕；接觸角盡可能小，到達(dá)完全潤(rùn)濕；w （2）對(duì)基材表面進(jìn)行必要處理，清除對(duì)基材表面進(jìn)行必要處理，清除“弱界面層弱界面層”，并賦予適當(dāng)?shù)拇植诙?。并賦予適當(dāng)?shù)拇植诙取＃?）金屬、玻璃、陶瓷等膠接）金屬、玻璃、陶瓷等膠接w 金屬、玻璃等物質(zhì)表面張力很高，屬于高能表面，金屬、玻璃等物質(zhì)表面張力很高，屬于高能表面， w 其表面含有其表面含有吸附水吸附水、羥基及其他、羥基及其他極性極性基團(tuán)，異氰酸酯能基團(tuán)，異氰酸酯能與吸附水和羥基等活性點(diǎn)反應(yīng)形成共價(jià)鍵。與吸附水和羥基等活性點(diǎn)反應(yīng)形成共價(jià)鍵。 w 同時(shí)異氰酸酯膠黏劑中的氨基甲酸酯基、取代脲基等同時(shí)異氰酸酯膠黏劑中的氨基甲酸酯基、取代脲基等極性極性基團(tuán)，也會(huì)與這些基材表面上的極性基團(tuán)形成第二類基團(tuán)，也會(huì)與這些基材表面上的極性基團(tuán)形成第二類化學(xué)鍵。化學(xué)鍵。w 除此之外，除此之外，金屬金屬還能與還能與芳香族芳香族異氰酸酯基的苯環(huán)形成異氰酸酯基的苯環(huán)形成配位鍵。配位鍵。 （2）橡膠、塑料的膠接）橡膠、塑料的膠接 w 樹(shù)脂中的樹(shù)脂中的溶劑溶劑會(huì)一定程度地溶漲橡膠