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聚氨酯双组份粘合剂-固化剂篇

2008/10/1 12:18:18 人评论

在聚氨酯双组份粘合剂中,其主剂通常是含有羟基(一OH)的低聚物多元醇与多异氰酸酯的聚合物,而固化剂则通常是含有异氰酸酯基(一NCO)的多异氰酸酯与含有活性氢多元醇类的加成物,或是多异氰酸酯的自聚物。在使用时,两组份按比例混合后,主剂的一oH基与固化剂的一NCO基进一步氨酯化反应,进一步扩链反应生成网状高分子结构,形成牢固的粘接层,达到连接两基材的目的。前面在主剂篇中曾讲到,主剂可以看做是一个软、硬段相间的嵌段共聚物。此时,如果将主剂整体比做软段,固化剂则可视为硬段,双组份反应就是又一次的嵌段共聚。因此,仍然存在着一个固化剂品种的选择,软、硬段嵌段比例确定 (RH A、B组份的配比)的问题。下面分别叙述固化剂品种对性能的影响。
     在固化剂配方设计中,其反应机理也是异氰酸酯基(一NCO)与含活性氢羟基(一OH)反应,而选择用来做固化剂的含羟基多元醇通常是三官能度的,目的是使之与主剂发生固化反应时能形成网状交联;但也可以选择用二官能度多元醇,或是二、三官能度的混用,以调整粘合剂层的宏观物理,I生能。投料时一NCO 与一OH 的官能团比大于2,利用二异氰酸酯的两个一NCO反应活JI生不同,使之一个反应,一个保留到固化时再反应,从而形成网状高分子粘合剂层。由于选择的多元醇不同,异氰酸酯不同,因此,固化剂有很多种,比较常用的有:
    1.低分子多元醇一一TDI加成物
    2.缩二脲多异氰酸酯亿学组成与性麓
    3.三聚多异氰酸酯
    4.多异氰酸酯预聚体
    (1)低分子多元醇一TDIIH成物可用于生产这一类产品的低分子多元醇有很多种,多异氰酸酯也可以有多种选择。多元醇如:三羟甲基丙烷、丙三醇、二甘醇、丁二醇等;二异氰酸酯如:甲苯二异氰酸酯(TDI)、已二异氰酸酯(HDI)、苯二甲撑二异氰酸~(XDI)、异佛尔酮二异氰酸酯等。加成时,可以是一种醇的单独加成物,也可以是两种醇的混合加成物,也可以是二元、三元醇的混合加成物。三元加成物固化时发生的都是网状交联,因此,成膜硬、机械强度高、耐热性好;二元的则是一线交联,成膜软、机械强度及耐热性稍差。因而可以根据使用,性能的要求选择固化剂品种,调整网、线交联比例。但因为制造工艺难易及
对原料的来源、成本的考虑,目前在双组份聚氨酯粘合剂中采用的固化剂多为三
羟甲基丙烷的TDI加成物。它的综合性能好,固化速度适中,产品清澈透明,贮存稳定性好,成膜强度及耐热性都能够适应软包装复合材料的要求。
    (2)缩二脲多异氰酸酯
    这类产品是由多异氰酸酯与水反应生成的具有缩二脲结构的三异氰酸酯,常见的产品主要有1、6一已二异氰酸酯与水的反应产物,其化学反应步骤为:第一步:异氰酸酯与水反应生成胺;第二步:胺再与异氰酸酯反应生成脲基二异氰酸酯第三步:脲基二异氰酸酯再与异氰酸酯反应生产成缩二脲三异氰酸酯。这类产品的特点是成膜机械,I生能好、耐化学性好、耐光9 射、不泛黄,可用于使用要求不变黄的产品。
    (3)三聚多异氰酸酯
    这一类产品是利用多异氰酸酯本身的自聚反应生产的。可以发生自聚反应
的多异氰酸酯品种很多,如IITDI、MDI、HI)I、IPDI等,最常见的工业品是TDI的三聚物。另外:也有HDI和IPI)I的三聚物, 以及TDI—MDI、TDI—HDI、TD1一X1)I的混合三聚物。
    三聚物固化剂的特点是比低分子醇加成物固化速度快、耐候、耐光9 射,而
混合三聚物的丽候、耐光9 射就更好一些。因此这一类固化剂更多的被应用于
双组份聚氨酯油漆中,而较少用于粘合剂中。
    (4)多异氰酸酯预聚体
    这一类固化剂的生成过程类似上篇谈到的主剂的反应,既是多元醇与多异氰酸酯的反应,但此时多异氰酸酯是过量的,产物是含异氰酸酯基的预聚体。这类固化剂的特点是与主剂配比量大,混合液易均匀。
    在市场上有的双组份胶A、B组份重量比为1:1,当属此类固化剂的产品,在复合包装中此类产品设计不算太多见。
    综上所述,用于双组份反应型聚氨酯粘合剂固化剂的产品很多,可以有多种配方设计,应当根据使用性能要求来选择固化剂品种,以达到最佳的固化性能。

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