聚氨酯胶黏剂.ppt

聚氨酯胶黏剂第一部分聚氨脂的历史聚氨酯胶黏剂(PolyurethaneAdhesive)是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(—NHCOO—)和/或异氰酸酯基(—NCO)的胶黏剂。它具有优异的性能，且应用领域广泛。德国Bayer公司的聚氨酯胶黏剂专家GunterFestel指出：聚氨酯胶黏剂的多样性几乎为每一种粘接难题都准备了解决的方法。1849年德国化学家Wurts用烷基硫酸盐与氰酸钾进行
复分解反应，首次合成了脂肪族异氰酸酯化合物；1850年
德国化学家Hoffman用二苯基甲酰胺合成了苯基异氰酸
酯；1884年，Hentschel用胺或胺盐与光气反应合成了异氰
酸酯，成为工业上合成异氰酸酯的方法。目前合成异氰酸酯的方法虽有27种之多，但是100多年
来，工业化合成异氰酸酯的方法仍是伯胺光气法，其他的
合成方法仍处于试验或中试阶段。近年来硝基化合物和一
氧化碳在高温高压催化下合成异氰酸酯的方法有望成为新
的工业化合成方法。1937年，德国化学家Bayer—聚氨酯工业的奠基人，与其同事发现异氰酸酯能与含活泼氢的化合物发生反应，如二异氰酸酯与二元胺反应能制成有强度的聚合物，从而奠定了聚氨酯化学基础，并首次利用异氰酸酯与多元醇化合物制得聚氨酯树脂。第二次世界大战期间，德国拜耳公司用
4，4‘，4’‘—三苯基甲烷三异氰酸酯胶接金属和合成橡胶
获得成功，应用于坦克的履带上，使聚氨酯胶黏剂首次工
业化。该公司还首先以三异氰酸酯和聚酯多元醇为原料开
发了商品名为Polystal的系列双组分溶剂型聚氨酯胶黏剂。
为日后聚氨酯胶黏剂工业的发展奠定了基础。美国第二次世界大战后于1953年引进德国技术，开发
了以蓖麻油和聚醚多元醇为原料的聚氨酯胶黏剂。1968
年，Goodyear公司开发了无溶剂型聚氨酯结构胶黏剂
“Pliogrip”，并成功地应用于汽车用玻璃纤维增强塑料的胶
接。1978年又开发了单组分湿固化型聚氨酯胶黏剂，1984
年美国市场上又出现了反应型热熔聚氨酯胶黏剂。日本于1954年引进德国和美国聚氨酯技术，1960年
生产聚氨酯原料，1966年开始生产聚氨酯胶黏剂。1975年
日本光洋公司开发成功“乙烯类聚氨酯”水性胶黏剂，于
1981年投入工业化生产。目前日本聚氨酯胶黏剂的研究与
生产十分活跃，与美国、西欧一起成为聚氨酯生产、出口
大国。1.聚氨酯胶黏剂的特点
（1）优点
①聚氨酯胶黏剂因含有极性很强、化学活泼性很高的
异氰酸酯基和氨酯基，它与含有活泼氢的材料，如泡沫塑
料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、
玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有着优良的化学胶
接力。
②调节聚氨酯树脂的配方可控制分子链中软缎与硬段
比例及结构，制成不同硬度和伸长率的胶黏剂。
③可加热固化，也可以室温固化。
④固化属于加聚反应，没有副产物产生，因此不易使胶合层产生缺陷。

⑤低温和超低温性能特别优良，超过所有其他类型的胶黏剂。其胶合层可在-196℃，甚至-253℃下使用。
⑥具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶剂、耐化学药品、耐臭氧及防霉菌等性能。

（2）缺点

在高温、高湿下易水解而降低胶合强度。

2.聚氨酯胶粘剂的分类（1）按照反应组分进行分类（1）按照反应组分进行分类（2）按照溶剂形态进行分类（3）按照组分进行分类（4）按照固化方式进行分类（5）按照用途进行分类第二部分聚氨酯胶黏剂的原料无论是异氰酸酯胶黏剂，还是聚氨基甲酸酯胶黏剂，
都需要异氰酸酯单体。异氰酸酯（Isocyanate）是一大类
含有异氰酸基（—N=C=O）的有机化合物。异氰酸酯基由
于其累积双键和碳原子两边的电负性很大的氮氧原子作
用，使之具有很高的反应活性，能与绝大多数含活泼氢的
物质发生反应。常用的异氰酸酯主要有芳香族类和脂肪类两种。芳香
族类的主要有：TDI（2,4—甲苯二异氰酸酯或2,6—甲苯
二异氰酸酯）、MDI（二苯基甲烷-4,4’二异氰酸酯）、
NDI（1,5—萘二异氰酸酯）、PAPI（多亚甲基多苯基多
异氰酸酯）等；脂肪族类的主要有：HDI（六亚甲基二异氰酸酯）、HMDI（二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯）、IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）等。由于TDI价格较低而且在2,4—甲苯二异氰酸酯中两个不同位置的异氰酸根活性差异很大，有利于化学反应中的分子设计，应用较为广泛。
MDI比TDI制备的异氰酸酯具有较高的模量和撕裂强度，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的异氰酸酯生产的聚氨酯大，并且抗氧化性能也好。
异氰酸酯根据对动物实验以及对人的作用，将其归类
于危害性物料，在运输规范中也被视为危险品。
异氰酸酯与水混合时会产生大量的二氧化碳气体和取
代脲。对于木材