双组分聚氨酯胶粘剂概述

双组分聚氨酯胶粘剂概述双组分聚氨酯胶粘剂概述双组分聚氨酯胶粘剂是聚氨酯胶粘剂中最重要的一个大类，用途广，用量大。通常由甲、乙两个组分组成，两个组分是分开包装的，使用前按一定比例配制即可。甲组分(主剂)为羟基组分，乙组分(固化剂)为含游离异氤酸酯基团的组分。也有的主剂为端基NCO的聚氨酯预聚体，固化剂为低分子量多元醇或多元胺，甲组分和乙组分按一定比例混合生成聚氨酯树脂。双组分聚氨酯胶粘剂具有以下特点。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。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。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。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1，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1，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的数倍。当NCO组分（固化剂）过量较多的场合，多异氤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。通用型双组分聚氨酯胶粘剂通用型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），以三羟甲基丙烷一T1）I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。1.产品规格通用型双组分聚氨酯胶粘剂要制订国家标准，目前正在起草行业标准，其主要技术指标见表。表通用型双组分聚氨酯胶粘剂产品的规格乙组分（固化剂）无色或浅黄色透明液12±160±2--8.0项目\\组分外观NCO含量，％含固体量，％粘度，25°C甲组分（主剂）浅黄色或茶色粘稠液--30±2,50±230-90剪切强度，MPa8.02.胶粘剂的贮存通用型双组分聚氨酯胶粘剂组分中含有机溶剂（丙酮、醋酸乙酯等），按易燃品规定贮运。乙组分中含活泼的异氤酸酯基团，要避免与水等活性基团物质接触。甲组分在冷天会产生结晶或形成絮状沉淀，属正常物理变化，只须在温水中或采用适当的加热装置（避免明火）温热即可熔化使用。甲、乙组分贮存时间分别为一年和半年。产品包装有听装和玻璃瓶装两种。3.使用方法双组分聚氨酯胶粘剂使用方法的好坏直接影响材料的粘合性能，在粘合前需注意甲乙组分是否过期变质。尤其是乙组分，因容易发生缩聚反应而变质，宜在低温密闭条件下保存。聚氨酯胶粘剂的施用一般分为表面处理、胶的配制与涂布、固定与固化以及整饰等步骤，各步骤都要严格遵守操作规程，否则会影响粘接的质量。1.使用方法（1） 表面处理被粘合材料的表面在涂布胶粘剂前必须经去污、除锈、脱脂等处理，一般用喷砂、砂轮、砂纸等方法除锈，用甲苯、丙酮、乙醇等溶剂脱脂去油渍。处理后要求表面干燥、平整。铝-铝合金表面的处理可用零号砂布打毛和丙酮脱脂，放人65-70°C重铭酸钠溶液中浸渍30min，用水冲淋，在70C以下烘干备用。重铭酸钠溶液可用下列配方制备：重铭酸钠：水：浓硫酸=7.5：65.2：27.3或30：176：50（质量份数）。低碳钢的表面用1号砂布打毛，再用三氯乙烯脱脂后即可进行粘接。聚氯乙烯板与泡沫用三氯乙烯脱脂，层压板和玻璃钢用零号砂布打毛。木材、纸张、皮带不平整、不清洁时均须进行表面处理。表面处理方法对铝-铝材料粘合强度（剪切强度）的影响见表。剪切强度，MPa处理方法\\剪切强度试样1试样2试样3平均丙酮脱脂零号砂布打毛阳极化化学法5.325.425.465.408.659.199.679.179.3110.9110.8610.3710.9612.2713.9612.40*铁锚-101胶，甲组分：乙组分=100：50（质量份数）。（2） 胶液配制胶粘剂的配制视被粘材料的要求而定，甲、乙组分有不同的配比，而且该胶粘剂还可以与它种胶粘剂混用。通用型双组分聚氨酯胶粘剂甲、乙组分的配比见表。表粘接各种材料用胶的配比被粘合材料甲组分（质量分数）乙组分（质量分数）10-1515-3020-50纸张、皮革、木材100一般材料金属材料100100若要加速固化时间，并使起始粘合力提高，在组分中可加入0.1%-0.3%的三乙醇胺或二乙胺基乙醇。胶粘剂按甲、乙组分比例配制后即可使用。配好的胶粘剂在密闭条件下可贮存半天到一天时间（25°C）,若按甲：乙=100：50配制，贮存期就缩短至3-4h箱温度越高，贮存期越短；乙组分越多，固化速度越快；胶合层硬度越高，耐热性能也就越好。胶粘剂甲、乙组分配比对粘合强度的影响见表。表甲、乙组分配比对粘合强度的影响*甲组分：乙组分（质量分数）100:5100:10100:30100:50100:70100:100剪切强度，MPa*被粘材料为铝-铝合金。胶粘剂中加入一定量的填料可增加胶粘层的硬度以及耐热性，另外还可降低胶粘剂的成本。加入填料量一般为10%-20%（质量份数），要求填料粒度要细，能均匀分散在胶粘剂内。并要求填料要干燥而且易被胶粘剂润湿。填料添加量对铝一铝粘合强度的影响见表。表填料添加量对铝-铝粘合强度的影响填料（质量份数）甲组分（质量份数）乙组分（质量份数）铝-铝剪切强度，MPa6.27.411.712.312.413.7--硅藻土5高岭土5高岭土10高岭土2010010010010010010101010507.47.88.812.213.1石英粉、铝粉、铁粉、石棉粉以及滑石粉等都可作为通用型聚氨酯胶粘剂的填料。（3）涂布与固化使用配好的胶液进行涂布时，可用油画笔将胶液涂在已处理的材料表面，第一次涂胶后放置5-10min，再涂第二次，放置10-20min。然后，将被粘合的材料表面贴合在一起，甲0.03-0.05MPa的压力使其固化，加压时间为数分钟至10h箱粘接件于室温放置一昼夜即能达到较大的粘合强度，要达最高强度需3-5天。加温固化可缩短固化时间，如100C时2h、130C时1h，其胶层可达到基本固化。粘接件在未固化前有一定的粘合力，但此时切勿使用于湿热处。被粘材料的面积较大时可采用油漆用刷或用喷涂法进行施胶。固化温度对粘合强度的影响见表，各种被粘材料的粘合条件见表。表固化温度对粘合强度的影响甲组分：乙组分（质量100C固化2h时的剪切室温固化1天时的剪切分数）100:10100:50表各种被粘材料的粘合条件被粘材料固定压力，MPa温度，°C10070707070时间，h212121212强度，MPa7.312.2强度，MPa6.511.1铝合金-铝合金0.05钢一钢铁一铁木材一木材其他4.粘合性能0.030.030.0150.03通用型双组分聚氨酯胶粘剂对各种材料的粘合强度见表。铝-铝合金粘接件在各种温度下具有的粘合强度见表。表各种被粘材料的粘合强度①被粘材料剪切强度，MPa被粘材料软钢一软钢剪切强度，MPa5铝合金一铝合金7木材一木材9硬PVC一硬PVC6玻璃钢一玻璃钢7层压板-层压板②8①甲组分：乙组分：100：100（质量份数）。②酚醛层压板。表铝合金粘接件在各种温度下的粘合强度各种温度下的剪切强度，MPa甲组分：乙组分（质量份数）-73C29C50C70C100C100:10100:50将硬聚氯乙烯以通用型双组分聚氨酯胶粘剂粘接后，于不同温度下分别浸入酸性与碱性溶液中各7天后取出，测其剪切强度如表所示。浸入氢氧化钠溶液中，其胶粘剂膜呈粉状，而浸入盐酸中者则发酥。将铝一铝粘接的试样进行耐油、耐水解及耐湿热试验，其粘合性能的变化见表。从耐油试验数据看来，汽油浸泡后者粘合力最高，冷水浸泡者次之，因此，可作为耐水解胶粘剂，但不宜长期使用。然而，经过70C热老化以后，反而使粘合强度提高了，这说明在加热条件下，聚氨酯胶粘剂固化得更好了。表硬PVC硬PVC粘接件的耐腐蚀试验浓度与强度\\药品名空白称浓度，％剪切强度，MPa表铝-铝合金粘接件耐油、耐水、耐湿热老化试验湿热老化（温度95%-100%）48-53965061675552412987H2S03：（业）H2S04工业）HCl（工业）NaOH（业）工305106311304介质温度，C时间，h空白汽油16-2