聚氨酯胶黏剂的组成与分子设ayx爱游戏计
栏目:公司新闻 发布时间:2023-08-08

  ayx爱游戏聚氨酯胶黏剂按结构形态可分为多异氰酸酯类、预聚体或羟聚体类和端封型类三类;按使用形态可分为无溶剂型、溶剂型、热熔型和水基型四类。聚氨酯胶黏剂的成分主要有异氰酸酯、多元醇、含羟基的聚醚、聚酯和环氧树脂、填料、催化剂和溶剂等。

  在制备聚氨酯胶黏剂(PU胶黏剂)时,选用原料不同,制得的聚氨酯性能也不相同。如原料的官能度不同,可制成线型或交联型的聚氨酯胶黏剂,既可制成热塑性的,又可制成热固性的。在聚氨酯分子中链段一般是柔性的,也可以制成刚性的。所以在制备聚氨酯胶黏剂时,根据聚氨酯胶黏剂的本体性质和使用性质进行设计,以满足不同基材和使用条件的需要。

  胶黏剂的本体性质取决于胶黏剂的化学结构和物理结构。聚氨酯胶黏剂可看作是一种含软链段和硬链段的嵌段共聚物。由于两链段的热力学不相容,产生相分离,在聚合物基体内部形成相区和微相区。聚氨酯中存在的氨酯基和脲键产生氢键对硬段相区的形成有较大的贡献,硬段相区起增强作用,而软段基体被硬段相区交联,所以聚氨酯具有柔韧性和宽范围的物理性质。因此可以通过改变软硬链段的结构大幅度地改变其各种性能,从而满足不同材料之间的粘接。

  软段是由低聚物多元醇构成,多数为聚酯或聚醚多元醇,用不同的低聚物多元醇或酯制得的聚氨酯胶黏剂性能各不相同。聚酯型聚氨酯胶黏剂一般比聚醚型聚氨酯胶黏剂具有较高的强度和硬度,且耐热性和抗氧化性较优。这是因为酯基的极性大,内聚能比醚基的内聚能高。但聚酯型聚氨酯胶黏剂易水解,且原料来源不如聚醚多元醇的原料易得、价廉。在聚醚的分子结构中,含有醚键,较易旋转,链的柔顺性比酯键好,因此聚醚型的聚氨酯胶黏剂软化温度低,耐低温性能好,有较好的韧性和延伸性。无论是聚酯型还是聚醚型的聚氨酯胶黏剂,其软段的结晶性对聚氨酯胶黏剂的最终机械强度和模量都有较大的影响。

  聚氨酯胶黏剂的初粘力,主要与胶黏剂本身的结晶能力有关。一般来说,结晶能力强的聚酯或聚醚合成的聚氨酯胶黏剂,相应的初始粘接强度也高一些。但是,含适度侧基的聚酯,如含侧基新能。如在聚酯预聚体中,引入芳环结构可显著提高其熔融温度,从而提高聚氨酯胶黏剂的耐热性ayx爱游戏。硬段结构设计

  多异氰酸酯形成的硬段结构对聚氨酯胶黏剂的性能,特别是刚性和强度有很大的影响,二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯(MDI )比甲苯二异氰酸酚(TDI)制备的聚氨酯具有较高的模量和撕裂强度。这是因为MDI对称,产生结构规整有序的相区结构。芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯由于具有刚性的芳环,硬段内聚能增大,其强度比来自脂肪族异氰酸酯的聚氨酯大,并且抗热氧化性能也好。但是在TDI和MDI的结构中,有一个共同特点是异氰酸酯基团直接与苯核上碳原子相连,这样异氰酸酯基团与苯核形成醌型结构易于氧化变黄,抗紫外线降解性能较差。近几年出现了不少新品种,如不变黄异氰酸酯,苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)。在其结构中苯环与异氰酸酯基团之间多了一个次甲基(-CH2-),破坏了醌电子结构的形成,所以XDI对光、热均匀稳定。还有六亚甲基-1,6-二异氰酸酯(HDI)及HDI的衍生物异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等一类饱和脂肪族有机异氰酸酯制得的PU对光稳定,不会泛黄。为了提高聚氨酯胶黏剂的阻燃性能,可选用新型阻燃异氰酸酯,有两大类,一种是含磷有机异氰酸酯,另一种是卤代有机异氰酸酯。如式(I)、(Ⅱ)、(Ⅲ)等:

  为了提高聚氨酯胶黏剂的表面防水性及耐热性,可选用有机硅异氰酸酯,例如式(Ⅳ):

  一般异氰酸酯化合物的化学活性很大,常温下能与含活泼氢化合物发生化学反应,以致贮藏稳定性差。为了克服这一缺陷,可选用一些隐蔽性异氰酸酯化合物。如碳酸己二腈(ADNC),其结构式为(Ⅴ):

  这些化合物在与其他物料反应时,先释放出异氰酸酯基团,然后参与反应。扩链剂结构设计

  扩链剂一般是小分子二元醇,如乙二醇、1,4-丁二醇等。含芳环的二元醇比脂肪族二元醇有较好的强度。二元胺作扩链剂能形成脲键,极性比氨酯键强,所以比二元醇扩链的PU具有更高的机械强度、模量、黏附性、耐热性,并且还有较好的低温性能。有时为了提高胶层的硬度,可采用芳香族受阻型二元胺,如3,3’-二氯-4,4’-二苯胺甲烷,其结构式为(Ⅶ):