聚氨酯胶黏剂粘结原理及分类
(1)生活用品中的应用 与塑料薄膜具有良好接 着性的聚氨酯树脂被 用作食品包装用胶粘 剂。还有在 净水器的 密封材、尿布及生理 用品等方面的应用, 作为各种鞋的胶黏剂 发挥着举足轻重的作 用。
图1 供应食品包装用聚氨酯 粘合剂
图2 水性鞋用聚氨酯粘 合剂
图3 防静电鞋用聚氨 酯胶粘剂
(2)电子用品 促进电子工业的发展也是聚氨酯的使命。具有优良耐磨耗 性及附着性的聚氨酯胶粘剂在录音/录像带、电脑用磁盘 及IC卡和电子乘车票等制造过程中,被作为各种记录媒体 磁性材料的粘接剂,使记录密度得 到提高。此外,聚氨 酯绝缘密封清漆被用于制造漆包线。紫外线(UV)固化 型聚氨酯被制成光纤电缆。近年,聚氨酯胶粘剂还被应用 于移动电话的印刷线路等方 面,并不断地被进一步开发 应用以适应时代要求。
通用型双组分聚氨酯胶粘剂用途
通用型双组分聚氨酯胶粘剂可应用于粘接金属(如铝、铁、 钢等)、非金属(如陶瓷、木材、皮革、塑料等)以及不同材 料之间的粘接。通用型双组分聚氨酯胶粘剂大量用于制造 电机上应用的绝缘纸(聚酯薄膜-青壳纸复合)、纸塑复合 (彩印纸-聚丙烯薄膜)、铁板-聚氨酯泡沫体复合以及鬃刷 的制造等,其他用途渗透到国民经济各领域。
聚氨酯粘合剂具备优异的抗剪切强度和抗冲击特性,适用 于各种结构性粘合领域,并具备优异的柔韧特性。
聚氨酯粘合剂具备优异的橡胶特性,能适应不同热膨胀系 数基材的粘合,它在基材之间形成具有软-硬过渡层,不仅 粘接力强,同时还具有优异的缓冲、减震功能。 聚氨酯粘 合剂的低温和超低温性能超过所有其他类型的粘合剂。
双组分聚氨酯胶粘剂具有以下特点: (1)属反应性的胶粘剂在两个组分混合后,发生交联反应, 产生固化产物。 (2)制备时,可以调节两组分的原料组成和分子量,使之在 室温下有合适的粘度,可制成高固含量或无溶剂双组分胶 粘剂。 (3)通常可室温固化,通过选择制备胶粘剂的原料或加入催 化剂可凋节固化速度。一般,双组分聚氨酯胶粘剂有较大 的初粘合力,叫加热固化,其最终粘合强度比单组分胶粘 剂大,可以满足结构胶粘剂的要求。
(一)通用型双组分聚氨酯胶粘剂
通用型双组分聚氨酯胶粘剂是以聚己二酸乙二醇酯为原料、 以溶剂聚氨酯树脂为主成分(甲组分),以三羟甲基丙烷— T1)加成物为固化剂(乙组分)的双组分聚氨酯胶粘剂。通用 型双组分聚氨酯胶粘剂亦称101-聚氨酯胶粘剂,是上海新 光化工厂最早投入工业化生产、至今仍是国内生产量最大 的聚氨酯胶粘剂,国内用户达千家以上,主要用于绝缘材 料、包装材料、复合膜、多孔材料、深冷保护材料等的粘 接。
数倍。当NCO组分(固化剂)过量较多的场合,多异氰酸酯 自聚形成坚韧的胶粘层,适合于硬材料的粘接;在NCO组 分用量少的场合,则胶层柔软,可用于皮革、织物等软材 料的粘接。 双组分聚氨酯胶粘剂自问世以来,由于具有性能可调节性、 粘合强度大、粘接范围广等优点,已成为聚氨酯胶粘剂中 品种最多、产量最大的产品。
(3)水性聚氨酯粘合剂
水性聚氨酯粘合剂具有低VOC含量、低或无环境污染、不 燃等特点,是聚氨酯胶粘剂的重点发展方向。 聚氨酯粘合剂的多样性为许多粘接难题都准备了解决的方 法,且特别适用于其他类型胶粘剂不能粘接或粘接有困难 的地方。 此外,聚氨酯粘合剂还具有韧性可调节、粘合工艺简便、 极佳的耐低温性能以及优良的稳定性等等特性。正是由于 聚氨酯粘合剂这种优良的粘接性能和对多种基材的粘接适 应性,使其应用领域不断扩大,在国内外近年来成为发展 最快的粘合剂。
2.扬声器的粘接 扬声器振动系统即纸盒、音圈和定位支架三者需粘在一起, 特别是大功率扬声器振动时振幅较大,故必须粘接牢固, 因为直接关系到扬声器的使用寿命。特别是∮100mm以 上的扬声器都用聚氨酯胶粘剂粘接。采用铁锚-101聚氨酯 胶粘剂按甲组分:乙组分=100:30-35(质量份数)配胶, 使用后可达到预期效果。扬声器音圈的粘接,胶液是用甲 组分:乙组分=100:25(质量份数)配制。
3.在鬃刷产品上的应用 通用型双组分聚氨酯胶粘剂是理想的鬃刷用胶粘剂。鬃刷 的粘接是将鬃毛(猪鬃或尼龙鬃等)、木片(木材)及刷壳(马 口铁)三者粘接起来,要求表面封闭l-2mm,又要求渗透69mm。常用胶液的配方为:甲组分100份、乙组分35份、 滑石粉(≥160目)30份。将配制好的胶粘剂倒人刷壳内或使 用鬃刷灌胶机进行灌封,灌封后晃动刷头使胶粘剂均匀, 放置至干凝(转入打毛不少于24h)。用该胶粘剂灌封后的 刷鬃粘合强度大于130N,达到SG236--8l猪鬃漆刷标准规 定(98N),若在丙酮中浸泡24h后不脱鬃、不松动,则说明 该胶符合要求。
(4)两个组分的用量可在一定范围内调节,一般存在着一定 容忍度。两组分的NCO/OH摩尔比在一般情况下大于或 等于l,当固化时,一部分NCO基团参与胶的固化反应, 产生化学粘合力,多余的NC0基团在加热固化时,还可产 生脲基甲酸酯、缩二脲等,增加交联度,提高了胶层的内 聚强度和耐热性。对于无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂来说, 因各组分起始分子量不大,一般来说NCO/OH摩尔比等 于或稍大于l,有利于固化完全,特别在粘合密封件时,注 意NCO组分不能过量太多。而对于溶剂型双组分胶粘剂来 说,其主剂分子量较大,初粘性能较好,两组分的用量可 在较大范围内调节,NCO/OH摩尔比可小于1或大于1的
聚氨酯粘合剂粘接原理
多异氰酸酯分子链中含有异氰基(-NCO)和氨基甲酸酯基 (-NH-COO-),故聚氨酯粘合剂表现出高度的活性与极 性。与含有活泼氢的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、 织物、纸张、陶瓷等多孔材料,以及金属、玻璃、橡胶、 塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力。无论哪种 聚氨酯粘合剂,都是异氰酸酯发生化学反应而固化的。
1. 机床导轨的维修 采用镶嵌粘接塑料板法将塑料薄板粘在铸铁导轨上,制成 塑料导轨,可解决机床导轨的磨损。用铁锚-10l聚氨酯胶, 按甲组分:乙组分=100:50(质量份数)配制胶液,在胶液 中拌入直径∮为0.1mm、长为20mm的细铜丝,使导轨与 塑料板之间保持足够空隙,不致使胶液全部挤出。塑料板 和铸铁导轨两个粘接面都需分别涂刷胶液两次,第一次涂 刷5min后再涂第二次,待15-20min其胶层发粘有拉丝现 象后,再将塑料板与导轨叠合,靠它的自身的重量加压, 因冬、夏温差大,会引起塑料膨胀或收缩,产生内应力而 裂开,因此固化温度最好保持在20-25℃之间,固化时间 1-2天。
聚氨酯粘合剂的用途
聚氨酯粘合剂是目前正在迅猛发展的聚氨酯树脂的一个重 要组成部分,具有优异的性能,在许多方面都得到了广泛 的应用,是八大合成粘合剂中的重要品种之一。
聚氨酯粘合剂具备优异的抗剪切强度和抗冲击特性,适用 于各种结构性粘合领域,并具备优异的柔韧特性。聚氨酯 粘合剂具备优异的橡胶特性,能适应不同热膨胀系数基材 的粘合,它在基材之间形成具有软-硬过渡层,不仅粘接 力强,同时还具有优异的缓冲、减震功能。聚氨酯粘合剂 的低温和超低温性能超过所有其他类型的粘合剂。聚氨酯 粘合剂的多样性为许多粘接难题都准备了解决的方法,且 特别适用于其他类型粘合剂不能粘接或粘接有困难的地方。
(2)粘接初粘性高,适应制鞋生产线的要求;尤其是剥离强 度要高; (3)施胶工艺简便,易于操作,使用期可调,适应制鞋生产 线的需要; (4)具有适度的耐热性、足够的耐水性和粘接耐久性。鞋用 聚氨酯粘合剂都能满足以上的要求,其初粘性能比氯丁粘 合剂要差些,但目前国内外研究者都提出提高初粘性改进 的方法,已基本解决。
(2)鞋用聚氨酯的性能
鞋用聚氨酯粘合剂与其他聚氨酯粘合剂一样,具有卓越的 低温性能、低的固化温度、优良的柔性、耐冲击性、对许 多材料的浸润性和粘接性。因此,它常用于要求常温、快 速固化以及柔软性的场合,特别适用于粘接具有不同膨胀 系数的异种材料。 制鞋用粘合剂的性能要求因鞋材、鞋型和粘接工艺的不同 而异,但从整体而言,鞋用粘合剂应具备下列性能: (1)对异种材质、不同结晶性材质具有足够的粘接强度,是 剥离强度要高;
பைடு நூலகம்
图4 紫外光固化聚氨酯在电子 设备上的应用
图5 聚氨酯绝缘密封清漆的 应用
(3)铁路建设上的应用 无砟轨道铺设(高铁工程技术的发展方向)用胶将以国产 聚氨酯胶粘剂产品为主,单轨每5米嵌入一个凸型挡台,每个 挡台两边各需灌注聚氨酯胶粘剂约17.8kg,每公里双轨无 砟轨道建设需聚氨酯灌封胶粘剂7吨以上。除了在铁路铺 设方面外,高速列车的生产对于聚氨酯胶粘剂的使用需求 也大大增加,聚氨酯在车辆上承担着玻璃粘接、地板粘接、 嵌缝填充、密封防水等各种必不可少的作用,在车辆上, 按照动车组CRH3为基础,单节车厢用聚氨酯胶约84.07L 折算约合为109.3Kg,主要应用于车窗玻璃的粘接密封及 部分填充部位的密封。
图6 聚氨酯在汽车上的应用
问题
• 一、水性聚氨酯性能的影响因素有哪些?