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聚氨酯胶粘剂应用的近况
2012-08-10 15:04:14   作者:   来源:   评论:0 点击:

  聚氨酯素以其卓越的低温柔韧性、高断裂伸长率、高剥离强度和耐磨性以及对多种基材的粘接适应性等著称,发展较快,年均增长率约为3%以上。按伦敦IAL咨询公司公布的数据,2000年全球聚氨酯胶粘剂生产量超过52.5万t[1]。

  2、发展趋势

  在环保、健康和安全诸因素驱动下,聚氨酯胶粘剂与其他胶粘剂一样正向无溶剂、水基和反应性热熔型等环境友好高性能方向发展,以逐步替代VOC高、具毒的品类。但因溶剂型聚氨酯胶粘剂尚有一些性能优于其他品类,故仍在某些领域继续采用,如在制鞋行业,溶剂型聚氨酯胶粘剂对皮革等多种鞋材的粘接强度高,其粘接件的耐久性强;在干法复合薄膜工艺中,溶剂型聚氨酯胶粘剂对薄膜的润湿性好,因此迄今尚大量采用。在发展中国家用量更多。但其所用溶剂必须是低毒、对大气低污染性,且设有回收装置;胶粘剂必须含有高固体质量分数,以减少有毒溶剂兔逸入空气。双组分聚氨酯胶粘剂的固化剂多为加成型多异氰酸酯,其游离异氰酸酯质量分数低于0.5%,今分别从剂型和应用角度,重点阐释某些聚氨酯胶粘剂发展近况。

  3、水基胶粘剂

  水基聚氨酯(APU)是将聚氨酯细粒分散于连续水相中形成的二元胶体,它是由P.Schlack于1942年首先开发成功的。初始将其用作皮革小涂饰剂,成为重要商品。欧洲发展较快。但因长期性能未得到突破性改善,仅局限于皮革涂饰剂、织物整理剂和印染助剂等方面应用。近年通过新型离聚体制得的APU,加强了,分子链中的库伦力和氢键作用,得以提高胶粘剂性能。值得庆贺的是近年开发出可水分散的高官能度异氰酸酯,它极易在水中分散。当水从APU分散液中分离出后,该异氰酸酯即可与聚氨酯分子中的活泼氢快速而充分反应,从而大幅度提高APU胶粘剂的而水性、耐温性和粘接性等。可水分散MDI胶粘剂可将农副产品麦秆、稻杆等磨碎物粘接成坚固、耐温中密度纤维板,变废为宝。国内烟台万华聚氨酯股份有限公司也已生产该类产品。

  可水分散异氰酸酯的问世,尚可将其用作其他含活泼氢水性高分子的固化剂,借此提高其性能,扩大应用范围。

  1975年,日本koyoSangyo以水性乙烯基树脂(如聚乙烯醇)-MDI作胶粘剂,制得优质木制品,可部分替代通用脲醛树脂,从此开发出非醛系环境友好类木材胶粘剂。现在,日本水性高分子-异氰酸酯胶粘剂在胶粘剂年生产量统计中,已单列一项。其1999年产量为10157t,2000年为13669t,2001年为13704t[2]。在日本经济不景气状况下其产量仍呈上升趋势。它主要用于建筑,木工和胶合权次之,部分替代通用脲醛胶粘剂。近年,日本将该技术移植到东南亚国家,就地制成木制品后,返回日本。北欧也已有该胶生产,用于家俱等木制品和住房装修,防止住房综合症。全球年消费量约3-4万t。

  国内也有单位生产,例如南京林化所研制生产的水性高分子-异氰酸酯系木材胶粘剂性能已达到甚至在某些方面超过国外同类产品,深得国外同仁赞赏。为降低聚氨酯胶粘剂成本,又提高其他水性树脂的性能,APU常与聚丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-乙酸乙烯酯等乳液和天然橡胶胶乳等复配。

  美国CytecIndustries报道[3],APU制备过程中,因预聚物粘度太大,常加用溶剂;若采用特异氰酸酯单体制备APU,可不用任何溶剂。该单体可为m-四甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI),即苯二甲基二异氰酸酯分子中的两个甲基上的氢原子被甲基取代,提高于耐紫外光线老化性和水解稳定性,减弱了氢键作用,使断裂伸长率增加。此外,受甲基屏蔽影响,异氰酸酯的反应活性减弱,无副反应发生,即使在120-130℃与多元醇反应也无交联反应,便于制备APU。无副反应发生意味着聚合物可按分子结构设计控制合成。由m-TMXDI制得的胶粘剂的活化温度比用其他脂肪族异氰酸酯合成的低,即使不用外交联剂,也可将胶粘剂的活化温度与耐热温度间的距离拉开。

  APU的优异特性日渐被人们认识,其应用研究和开拓工作不断取得新进展,现除在木材工业中应用外,尚已在软包装、汽车、涂层、涂饰、制鞋等工业中获得应用。预计不久的将来会呈现更繁荣景象。

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