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聚氨酯的粘接机理

A、金属、玻璃、陶瓷等的粘接金属、玻璃等物质表面张力很高,属于高能表面,在聚氨酯胶粘剂含苯环,具有冗电子体系,能与金属形成配价键。金属表面成分较为复杂,与PU胶之间形成的各种化学键或次价键(如氢键)的类型也很复杂。玻璃、石板、陶瓷等无机材料一般由Ah09、S02、CaO和Na20等成分构成,表面也含吸附水、羟基,粘接机理大致与金属相同o
方法/步骤
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B、塑料、橡胶的粘接橡胶的粘接一般选用多异氰酸酯胶粘剂或橡胶类胶粘剂改性的多异氰酸酯胶粘剂,胶粘剂中所含的有机溶剂能使橡胶表面溶胀,多异氰粘合剂,用于保温材料等的粘接、制造等,有一定的实用价值。(2).NCO类及OH类原料预先氨酯化改性如上所述,由于大多数低聚物多元醇的分子量较低,并且TDI挥发毒性大,MDI常温下为固态,直接配成胶一般性能较差,故为了提高胶粘剂的初始粘度、缩短产生一定粘接强度所需的时间,通常把聚醚或聚酯多元醇与TDI或MDI单体反应,制成端NCO基或OH基的氨基甲酸酯预聚物,作为NCO成分或OH成分使用。3.从使用形态的要求设计PU胶从聚氨酯胶粘剂的使用形态来分,主要有单组分和双组分。

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A.单组分聚氨酯胶粘剂单组分聚氨酯胶粘剂的优点是可直接使用,无双组分胶粘剂使用前需调胶之麻烦。单组分聚氨酯胶粘剂主要有下述两种类型。(1)以一NCO为端基的聚氨酯预聚物为主体的湿固化聚氨酯胶粘剂,合成反应利用空气中微量水分及基材表面微量吸附水而固化,还可与基材表面活性氢基团反应形成牢固的化学键。这种类型的聚氨酯胶一般为无溶剂型,由于为了便于施胶,粘度不能太大,单组分湿固化聚氨酯胶粘剂多为聚醚型,即主要的含一OH原料为聚醚多元醇。此类胶中游离NCO含量究竟以何程度为宜,应根据胶的粘度(影响可操作性)、涂胶方式、涂胶厚度及被粘物类型等而定,并要考虑胶的贮存稳定性。(2)以热塑性聚氨酯弹性体为基础的单组分溶剂型聚氨酯胶粘剂,主成分为高分子量端OH基线型聚氨酯,羟基数很小,当溶剂开始挥发时胶的粘度迅速增加,产生初粘力。当溶剂基本上完全挥发后,就产生了足够的粘接力,经过室温放置,多数该类型聚氨酯弹性体中链段结晶,可进一步提高粘接强度。这种类型的单组分聚氨酯胶一般以结晶性聚酯作为聚氨酯的主要原料。

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单组分聚氨酯胶另外还有聚氨酯热熔胶、单组分水性聚氨酯胶粘剂等类型。B.双组分聚氨酯胶粘剂双组分聚氨酯胶粘剂由含端羟基的主剂和含端NCO基团的固化剂组成,与单组分相比,双组分性能好,粘接强度高,且同一种双组分聚氨酯胶粘剂的两组分配比可允许一定的范围,可以此调节固化物的性能。主剂一般为聚氨酯多元醇或高分子聚酯多元醇。两组分的配比以固化剂稍过量,即有微量NCO基团过剩为宜,如此可弥补可能的水分造成的NCO损失,保证胶粘剂产生足够的交联反应。4.根据性能要求设计PU胶若对聚氨酯胶粘剂有特殊的性能要求,应根据聚氨酯结构与性能的关系进行配方设计。不同的基材,不同的应用领域和应用环境,往往对聚氨酯胶有一些特殊要求,如在工业化生产线上使用的聚氨酯胶要求快速固化,复合软包装薄膜用的聚氨酯胶粘剂要求耐酸耐水解,其中耐蒸煮软包装用胶粘剂还要求一定程度的高温粘接力,等等。

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A.耐高温聚氨酯胶粘剂普遍耐高温性能不足。若要在特殊耐温场合使用,可预先对聚氨酯胶粘剂进行设计。有几个途径可提高聚氨酯胶的耐热性,如:(1)采用含苯环的聚醚、聚酯和异氰酸酯原料;(2)提高异氰酸酯及扩链剂(它们组成硬段)的含量;(3)提高固化剂用量;(4)采用耐高温热解的多异氰酸酯(如含异氰脲酸酯环的),或在固化时产生异氰脲酸酯;(5)用比较耐温的环氧树脂或聚砜酰胺等树脂与聚氨酯共混改性,而采用pN技术是提高聚合物相容性的有效途径。

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B.耐水解性聚酯型聚氨酯胶粘剂的耐水解性较差,可添加水解稳定剂(如碳化二亚胺、环氧化合物等)进行改善。为了提高聚酯本身的耐水解性,可采用长链二元酸及二元醇原料(如癸二酸、1,6—己二醇等),有支链的二元醇如新戊二醇原料也能提高聚酯的耐水解性。聚醚的耐水解性较好,有时可与聚酯并用制备聚氨酯胶粘剂。在胶粘剂配方中添加少量有机硅偶联剂也能提高胶粘层的耐水解性。C.提高固化速度提高固化速度的一种主要方法是使聚氨酯胶粘剂有一定的初粘力,即粘接后不再容易脱离。因而提高主剂的分子量、使用可产生结晶性聚氨酯的原料是提高初粘力和固化速度的有效方法。有时加入少量三乙醇胺这类有催化性的交联剂也有助于提高初粘力。添加催化剂亦为加快固化的主要方法。

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