第五章聚氨酯胶粘剂.ppt

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1、第五章 聚氨酯胶粘剂 5.1 5.1 概述概述1.定义：主链上含有 链节和异氰酸酯基的胶粘剂统称为聚氨酯胶粘剂。2.性能特点：优点：胶膜坚韧，耐冲击，粘接力强，有突出的耐低温性能和耐油耐磨性能。不足点：耐热性能较差。3.分类按组分：单组分聚氨酯胶；双组分聚氨酯胶。按结构分：单体型多异氰酸酯；封端型和预聚型多异氰酸酯.4.用途：可用于金属，陶瓷，玻璃，木材，皮革，粘木，塑料，织物等的粘接。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 异氰酸酯的化学反应一、反应特点：1.A-H 的亲核性越强，加成反应越易进行；2.芳香族异氰酸酯的活性大于脂肪族异氰酸酯；3.芳香族异氰酸酯的芳环上有吸电子基，活性增强；有

2、供电子基，活性减小。二、重要性质：1.与含OH化合物的反应（1）与ROH的反应:R-NCO +ROH R-NH-COOR （伯、仲醇）（氨基甲酸酯）亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 异氰酸酯的化学反应（2）与H2O的反应 R-NCO+H2O R-NH-COOH RNH2+CO2 故作胶粘剂，涂料等要避免水分进入，以防气泡影响质量，但可作泡膜塑料。（3）与RCOOH的反应 R-NCO+R-COOHR-NH-COOCO-RR-NH-CO-R+CO2（4）与酚的反应 注意：高温条件下，反应可逆。故phOH是RNCO的封闭剂。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 异氰酸酯的化学反应2.与氨基化

3、合物的反应（1）与胺的反应 R-NCO+R-NH2 R-NH-CONH-R（取代脲）（2）与脲的反应（缩二脲）（3）与RNH-COO R的反应（脲基甲酸酯）亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 异氰酸酯的化学反应（4）与酰胺的反应（酰基脲）3.自聚反应 二聚体:三聚体：（沉淀变质）亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 异氰酸酯的品种及合成方法一、聚氨酯的主体成分多异氰酸酯合成原理 二、常用的多异氰酸酯 甲苯二异氰酸酯（代号：TDI.品种：TDI-65，TDI-80，TDI-100）2，4-位80%；2，6-位20%亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 异氰酸酯的品种及合成方法二苯基甲烷二

4、异氰酸酯（MDI）m.p=37 ）己二异氰酸酯（HDI）活性低，挥发性大，毒性大。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 异氰酸酯的品种及合成方法异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）特点：1.反应性比芳香族二异氰酸酯低，挥发性也低；2.耐光学稳定性、耐化学药品性优良，不变黄；3.用于制造高档聚胺酯胶粘剂。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 异氰酸酯的品种及合成方法萘-1，5-二异氰酸酯（NDI）NDI 用于制造高弹性和高硬度的聚氨酯弹性体与胶粘剂。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯的合成及其固化原理一、合成原理1.常是由多异氰酸酯与多元醇反应制备2.聚氨酯预聚体的合成-NCO/-OH

5、1,异氰酸基封端，储存稳定性差。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯的合成及其固化原理3.注意：（1）HO-R-OH用前须真空脱水（多元醇易吸水）。（2）合成温度不能超过130C（防止NH与N=C=O反应）（3）产物必须真空蒸馏脱除残余的异氰酸酯-NCO/-OH1，羟基封端，储存稳定性好，但使用时需加MDI，故毒性较大。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯的合成及其固化原理二、聚氨酯的固化原理 聚氨酯结构的通式：p主链上含有胺基甲酸酯基（-NHCOO-）,故称聚氨酯胶粘剂。因其分子中含有极性基团-NCO,提高了对各种材料的粘结性。1.多异氰酸酯胶粘剂与水的扩链交联固化（吸潮

6、固化型PU）亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯的合成及其固化原理2.预聚体异氰酸酯胶粘剂与二元醇扩链 属双组分PU胶粘剂，性能最好，应用最广。3.交联 可用OCNNCO或甲醛进行交联（略）亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的配方组份1.异氰酸酯（主体材料）：常用品种：TDI、MDI、HDI、IPDI、NDI等。2.多羟基化合物（关键组分,决定胶的性能）常用的多羟基化合物：（1）聚酯 如：聚己二酸乙二醇酯（M2000）：307聚酯、309聚酯、311聚酯等；（2）聚醚 如：聚乙二醇（M=10002000）：N-204、N-210、N-215、N-220、N-235聚

7、醚等、（3）环氧树脂 如：E20，E12等（4）蓖麻油等亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的配方组份3.溶剂溶剂选择原则：（1）挥发性（2）溶解性（3）不与N=C=O发生反应，且不影响其活性（4）含水量极少，纯度一般在99.5%以上（5）极性不能太大，否则使反应变慢.常用的溶剂：甲苯，氯苯、二氯乙烷、醋酸丁酯、醋酸乙酯、环己酮等有机溶剂.亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的配方组份4.催化剂作用：提高或控制固化速度。常用催化剂：（1）叔胺，三乙烯胺N-(CH2CH2)3-N（效果好),甲基二乙醇胺、三乙醇胺等。（2）有机金属盐：二丁基二月桂酸锡、环烷酸钴、环

8、烷酸锌、环烷酸铅、锌酸铅。（3）有机磷：三丁基磷、三乙基磷等。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的配方组份5.填料作用：降低成本，减少收缩率。常用填料：滑石粉、重晶石粉、云母粉、碳酸钙、氧化钙、石棉粉、二氧化钛、石棉粉、铝份、铁粉、刚玉粉、金刚沙等。注意：粉状填料中常吸附有一定量的水分，故应用之前，应预先高温烘干。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的制备与配方一.多异氰酸酯胶粘剂（单组分）1.配制：将多异氰酸酯单体与溶剂按一定比例混合均匀，即可配制成多异氰酸酯胶粘剂（单组分）。2.固化原理：NCO与被粘物表面OH作用，可在常温或高温下固化。3.多异氰酸树脂胶

9、粘剂的特点：1）多异氰酸酯分子量低，渗透力强，且反应后性高，故粘结力很强；2）固化后，耐热、耐溶剂性能好。3）含游离异氰酸酯基团高，对潮气敏感、有毒性。4）多异氰酸酯分子量低，固化后，胶层硬度高，有脆性，常需改性。亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 20 氯苯 80固化条件：0.3MPa压力，140下固化30min.应用：可用于橡胶与金属（粘结力不小于4.0MPa）、橡胶与织物（粘结力不小于1.6MPa）的粘结。5.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 氯苯 50 亚磷酸酯 少许固化条件：0.3MPa压力，140下固化30min.应用：可用于橡胶与金属，粘结力

10、高于JQ-1胶。5.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 1）封闭剂对封闭率及储存稳定性的影响：封闭率：苯酚 叔丁醇 丙二酸二乙酯己内酰胺 封闭率与封闭剂的反应活性有关，活性越高，封闭率越高；而反应活性与其碱性有关，碱性越强，活性越高。5.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 202 二乙烯三胺 3.3 TDI（丁酮肟封闭，摩尔比1：1）34.8

11、固化条件：涂胶后，120下固化20min.应用：可用于织物（粘结力不小于26.0MPa），伸长率610%。5.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ MP（苯酚封闭的MDI）水分散液（40%）27.5 氯丁胶乳 173 氧化锌 15 防老剂（酚类）6固化条件：涂胶后，0.2MPa，140下固化20-40min.应用：可用于胶片、织物的粘结（粘结强度不小于5.6kN/m）。5.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 三三.预聚体型聚氨酯树脂胶粘剂预聚体型聚氨酯树脂胶粘剂制备的技术关键是异氰酸酯基的含量，一般应控制在：0.01-0.2之间。5

12、.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 1）两个组分混合后，通过反应固化，属于反应型胶粘剂。2）性能及粘度可调。3）可室温固化，也可高温固化。4）粘结强度大（可做结构胶），粘接范围广，是聚氨酯树脂胶粘剂中品种最多，产量最大的产品。5.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 主要考虑：1）羟基组分（甲组分）的选择；2）聚氨酯预聚体型的合成（乙组分）；3）固化剂的选择；4）溶剂的选择。5.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 100 乙：三羟甲基丙

13、烷与TDI加成物的醋酸乙酯溶液 10-50配制与固化：（n+1）mol乙二醇加 nmol己二酸聚合脱水后，加入0.5n mol TDI，在85反应1h，产物溶于丙酮（固含量30%）制得甲组分；1mol三羟甲基丙烷和3molTDI反应，产物溶于醋酸乙酯（固含量60%）中制得乙组分。固化条件：涂胶后，在0.03-0.05MPa下，室温固化24h。应用：可用于橡胶、金属、硬塑料、木材、陶瓷等的粘结。5.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 100 乙：改性TDI 10固化条件：涂胶后，在0.03-0.05MPa下，室温固化5-7D;或100,1.5-2h;或130,0.

14、5h。应用：可用于铝合金、钢、硬聚氯乙烯、木材等的粘结。5.6 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 聚氨酯胶粘剂的制备与配方亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ 业1 1、什么是聚氨酯胶粘剂？它有哪些特点？、什么是聚氨酯胶粘剂？它有哪些特点？2 2、异氰酸酯的反应特点是什么？写出异氰酸酯与纯、异氰酸酯的反应特点是什么？写出异氰酸酯与纯、水、酚、尿素的反应方程式。水、酚、尿素的反应方程式。3 3、写出异氰酸酯写出异氰酸酯TDITDI、MDIMDI、HDIHDI的合成原理。的合成原理。4 4、写出聚氨酯预聚体的合成原理。写出聚氨酯预聚体的合成原理。5 5、写出聚氨酯胶

15、的固化原理。写出聚氨酯胶的固化原理。6 6、简述聚氨酯胶的配方组分及各组分的主要作用。、简述聚氨酯胶的配方组分及各组分的主要作用。第五章 聚氨酯胶粘剂亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/ n题目：胶粘剂的研究、生产现状及发展动态题目：胶粘剂的研究、生产现状及发展动态 内容内容:包括新型胶粘剂配方技术、合成制备工艺、包括新型胶粘剂配方技术、合成制备工艺、新型固化方法及固化原理、性能特点、改性方法新型固化方法及固化原理、性能特点、改性方法等。等。n n格式与要求：格式与要求：1.1.题目题目 6.6.字数：字数：35003500左右左右 2.2.摘要摘要 7.7.统一封面统一封面 3.3.正文正文 8.8.页面：页面：16K16K 4.4.参考文献参考文献亚洲胶粘剂网亚洲胶粘剂网:http:/