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聚氨酯胶(PU胶)有几种?聚氨酯胶分类

2022.08.15 17:24:09   Clicks

聚氨酯胶(发泡胶)根据固化方式分为单组性和双组分两大类,根据成分分为多异氰酸酯胶黏剂、预聚体类聚氨酯胶黏剂、端封型聚氨酯胶黏剂三种,不同的种类会应用到不同的场景,下面就和拜高来详细的来了解一下聚氨酯胶不同种类的性能吧!




聚氨酯胶有几种?聚氨酯胶分类



一、按照固化方式分


(1)单组分型

单组分聚氨酯胶黏剂可直接使用,无需调配混合,无计量失误,操作很方便。主要有湿固化型、溶剂型、水基型等多种。

①溶剂型。以聚酯型热塑性聚氨酯溶液胶黏剂为好。酯基的高极性赋予胶黏剂对多种材料(尤其对塑料)的粘接性,加之聚酯段的结晶性以及酯基和氨基甲酸酯基团链节间氢键的形成,均可提高对被粘物的粘接强度。提高聚氨酯的玻璃化温度可改善胶黏剂的耐热性。聚合物相对分子质量的提高(最好为5万~10万)也是改进胶黏剂的初期和最终粘接强度的有效途径。

②湿固化型。湿固化型聚氨酯胶黏剂也称预聚体型聚氨酯胶黏剂,是以过量的二异氰酸酯与聚丙二醇、聚丙三醇或聚酯反应后制成,一般组分中—NCO的含量为5%~10%,在粘接时,主要靠空气中的水分进行固化。缺点是固化较慢,胶层容易产生气泡。

粘接机理是胶黏剂中的异氰酸酯基与大气中的水分反应后生成胺与二氧化碳,胺再继续与异氰酸酯基反应而获得链增长的聚合物(固化)。通过环氧改性的聚氨酯胶黏剂属于单组分湿固化型聚氨酯胶黏剂,该胶黏剂的外观是黄色黏稠液,主要组分为末端带异氰酸酯基的环氧预聚体,使用时需注意涂胶后在常温条件下放置30~40min后,再将被粘物件贴合,常温下需放置2~3d才能达到较大的粘接强度。它能粘接金属、尼龙、织物以及塑料等材料,并且对聚苯乙烯泡沫塑料不溶解,易于操作。具有耐油、耐温(110℃)、耐磨、耐水解、耐振动以及耐溶剂等性能,常用于化工设备防腐、防渗透等方面。

③水基型。水基型聚氨酯胶黏剂的最大优点是不易中毒、着火,且适用于易被有机溶剂侵蚀的基材。此外,其黏度不随聚合物相对分子质量的改变而有明显不同,可使聚合物获得高相对分子质量,以提高其内聚强度﹔在相同固含量下,其黏度一般比溶剂型低,可制得高固含量(50%~60%)产品。

水基聚氨酯胶黏剂可用于木材胶黏剂,能在室温或较高温度下粘接木材,具有初黏性高、粘接强度优良、对较湿木材也能使用等优点﹔胶层的耐热、耐热水性和耐老化性良好,无游离甲醛的释出,不污染环境,无污染和腐蚀被粘接材料之弊,均为传统木材用胶所不及。也可用水性聚氨酯胶黏剂将木屑、碎木料制成不同性能的刨花板,具有良好的力学性能,是隔热、消声的实用建筑材料。当用做织物处理剂、胶黏剂时,织物经含离子性基团的水性聚氨酯处理后,具有透气性。交联后,又具有防水功能。

④热熔型。是以热塑性聚氨酯为黏料制成的一种热熔胶,聚氨酯弹性体通常是由端羟基聚酯或聚醚、低相对分子质量二元醇、二异氰酸酯三组分聚合成的具有软性链段和硬性链段的嵌段聚合物,因此,聚氨酯热熔胶比聚酯、聚烯经热熔胶强度好。其应用范围广,可用于金属、玻璃、塑料、木材和织物等材料的粘接。如由己烷-l,6-二异氰酸酯、特定的乙二醇混合物和聚酯合成的聚氨酯热熔胶可用于织物片材的黏合,这种黏合的织物具有很好的耐水洗和干洗性能,而且很柔软,手感很好。

⑤反应型热熔胶。反应型热熔胶黏剂是含有可反应活性基团的热塑性树脂胶黏剂,兼有反应型和热熔型胶黏剂的性能。聚氨酯反应型热熔胶黏剂以湿固化型为主,它是无溶剂型;熔融温度低于一般的热熔胶黏剂(170~200℃),可低温涂胶(<120℃),操作性良好﹔露置时间和使用期长,便于操作;其耐热、耐寒、耐水蒸气、耐化学品和耐溶剂性能优良。


(2)双组分型


双组分聚氨酯胶黏剂是聚氨酯胶黏剂中最重要的一个大类,可用于金属、橡胶、塑料、织物、皮革、橡塑材料、木材、陶瓷、玻璃等自身或相互之间的粘接,甚至对于难粘聚乙烯、聚丙烯也有一定的粘接强度。

双组分聚氨酯胶黏剂又称通用型聚氨酯胶黏剂,分为有溶剂型和无溶剂型两类,有快固型、耐温型、防冻型、增强型、柔韧型等系列产品。双组分聚氨酯胶黏剂主剂为羟基组分,含有端羟基聚酯、聚氨酯预聚体,固化剂含游离异氰酸酯基团;也有的主剂为异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体,固化剂为相对分子质量低的多元醇或多元胺。甲乙组分分开贮存,用前按比例调配。


双组分聚氨酯胶黏剂的特点与应用:


①由于含有氨酯键,属反应型胶黏剂,在两个组分混合后,发生交联反应,产生固化产物,初黏性好,粘接力大,结合力强。

②两组分用量可调范围大,只要改变原料组成和相对分子质量,就可以制成无溶剂型或高固含量胶黏剂。一般来说,NCO/OH摩尔比等于或稍大于l,有利于固化完全,特别在粘接密封件时,注意NCO组分不能过量太多。而对于溶剂型双组分胶黏剂来说,其主剂相对分子质量较大,初黏性能较好,两组分的用量可在较大范围内调节。当NCO组分(固化剂)过量较多的场合,多异氰酸酯自聚形成坚韧的粘接层,适合于硬质材料的粘接;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。

③制备时,可以调节两组分的原料组成和相对分子质量,使之在室温下有合适的黏度,可制成高固含量或无溶剂双组分胶黏剂。

④通常可室温固化,通过选择制备胶黏剂的原料或加入催化剂可调节固化速率。一般双组分聚氨酯胶黏剂有较大的初黏力,可加热固化,其最终粘接强度比单组分胶黏剂大,可以满足结构胶黏剂的要求。

⑤耐低温性能极佳,低温时的粘接强度高出室温2~3倍。

⑥柔韧性好,剥离强度较高,耐冲击、耐振动、耐疲劳性很好。

⑦耐磨性、耐油性突出。

⑧具有良好的气密性、电绝缘性。⑨粘接范围广,能够粘接多种材料。

⑩耐水、耐湿热性能较差。耐热性不够高,一般为60~80℃。

 

二、按照成分分


(1)多异氰酸酯胶黏剂

 

多异氰酸酯胶黏剂是由多异氰酸酯单体或其低分子衍生物组成的胶黏剂,是聚氨酯胶黏剂中的早期产品,多异氰酸酯胶黏剂属于反应型胶黏剂,粘接强度高,特别适合于金属与橡胶、纤维等的粘接。

多异氰酸酯胶黏剂主要有以下特点:

①有较高的反应活性,容易浸润渗透,促进粘接的形成,能与许多表面含有活泼氢原子的被粘材料,如金属、橡胶、纤维、木材、皮革、塑料等产生共价键力,且固化后含氨基甲酸酯、脲键以及极性较强的键和基团,易和基材之间产生次价键力。这些化学粘接力和物理粘接力共同作用的结果使被粘基材之间产生较高的粘接强度。

②多异氰酸酯胶黏剂耐热、耐溶剂性能好,可常温固化,也可加热固化,易于产生交联结构。

③通常的多异氰酸酯胶黏剂的相对分子量小,本身能够在碱性被粘物上自行聚合,致使界面上产生化学键和交联结构,可提高粘接性能。能够溶于大多数有机溶剂,因此易于扩散到基材表面,还易渗人一些多孔性的被粘基材中,从而进一步提高粘接性能。

④由于含有较多的游离异氰酸酯基团,对潮气敏感,有毒性,通常含有机溶剂,贮存时要注意防水防潮,操作时须注意通风。

⑤多异氰酸酯胶黏剂相对分子质量小,一NCO基团含量高,固化后的胶硬度高,有脆性,因此,常用橡胶溶液、聚醚等进行改性。

常用的多异氰酸酯胶黏剂有JQ-1胶和JQ-4J胶,前者为4,4',4"-三苯基甲烷三异氰酸酯溶于二氯乙烷配成浓度为20%的胶液;后者为对-三苯基硫代磷酸酯溶于二氯乙烷配成的浓度为20%的胶液,在3MPa的压力下,140℃℃固化20~30min即可。


(2)预聚体类聚氨酯胶黏剂


预聚体类聚氨酯胶黏剂的单组分型在常温下可与空气中或被粘体上的水蒸气反应固化——湿固化聚氨酯胶黏剂。该胶黏剂使用方便,具有一定的韧性,但空气中的湿度对粘接速度和粘接性能有一定影响。当加入氯化铵、尿素等作催化剂,可室温固化,也可加温固化。

湿固化型胶黏剂因有二氧化碳的释放,胶层常有气泡,导致缺陷。常将二氧化碳吸收剂或吸附剂掺入胶黏剂,以克服上述缺点,是木材、土木建筑及结构用的良好胶黏剂;又常作密封胶,在汽车、建筑及机械等行业有重要作用。双组分系列由聚酯树脂和聚酯改性二异氰酸酯组合而成。

为了提高胶黏剂的强度,一般可加入交联剂,所有多官能活泼氢化合物都可作交联剂,常用的是多元醇和多元胺,得到的交联型聚氨酯胶黏剂可作为结构胶黏剂,用于金属-金属、金属-陶瓷的粘接,同样也可粘接橡胶、塑料、木材等非结构型材料。


(3)端封型聚氨酯胶黏剂


端封型聚氨酯是用苯酚或其他的羟基(如:醇类、3-二酮类)与端异氰酸酯基反应生成具有氨酯结构的生成物,暂时封闭活泼的异氰酸基,使其在水中稳定,解决在贮存中因吸收空气中的水分而固化的缺点。当使用时可在一定温度下解离封闭剂,释放出活性异氰酸酯基团,发挥其固有的功能。该类胶黏剂虽为液型,使用方便,但一般需在120℃以上的加热条件下才能发挥作用。解离出的封闭剂挥发时起泡,或残留在胶层,对粘接不利。推荐阅读:硅酮密封胶和聚氨酯胶哪个比较好?


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