濕固化聚氨酯熱熔膠的研究探討

劉文倉(cāng)，王 勃，寧志強(qiáng)，于偉民，喬明書(shū)

（哈爾濱六環(huán)膠粘劑公司，哈爾濱 150040）

濕固化聚氨酯熱熔膠黏劑主要是利用聚氨酯預(yù)聚體的端－NCO等基團(tuán)與空氣中的濕氣發(fā)生反應(yīng)而引發(fā)固化反應(yīng)的一類熱熔膠黏劑。當(dāng)膠黏劑暴露在空氣中，空氣中的水蒸氣與膠黏劑接觸，端基的異氰酸酯與水發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，從而提高了膠黏劑的力學(xué)性能。無(wú)溶劑濕固化熱熔膠以其無(wú)污染、無(wú)毒等特點(diǎn)，成為了近年來(lái)研究的熱點(diǎn)［1］。

1 聚氨酯預(yù)聚體的選擇

1.1 多元醇的選擇

聚氨酯是由多元醇和多異氰酸酯發(fā)生聚合反應(yīng)形成的高分子聚合物，多元醇是聚氨酯鏈段的重要組成部分。多元醇主要包括聚酯多元醇和聚醚多元醇兩種，兩種多元醇的結(jié)晶性對(duì)提高聚氨酯膠黏劑的強(qiáng)度和模量都有較大的影響。選擇結(jié)晶程度較大的多元醇，可以提高聚氨酯的力學(xué)強(qiáng)度，但影響其流動(dòng)性。一般選用適中分子量的多元醇或選擇大分子量和小分子量的多元醇復(fù)配物。

1.2 異氰酸酯的選擇

異氰酸酯是一類帶有NCO基團(tuán)的化合物，NCO基團(tuán)可以和多元醇的活潑氫發(fā)生反應(yīng)。市面常見(jiàn)的異氰酸酯包括:IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）、HMDI（六亞甲基二異氰酸酯）、TDI（甲苯二異氰酸酯）、MDI（二苯甲烷二異氰酸酯）、PAPI（聚甲基聚苯異氰酸酯）、PI（苯異氰酸酯）、ODI（十八烷基異氰酸酯）等。

按照是否含有芳香環(huán)，可以分為兩類。一般合成柔性聚氨酯熱熔膠需要選擇HMDI（六亞甲基二異氰酸酯）和IPDI（異佛爾酮二異氰酸酯）等不含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的柔性固化劑;反之，則選擇含有剛性的芳香環(huán)的異氰酸酯固化劑。

2 增黏樹(shù)脂的選擇

聚氨酯熱熔膠所選用的增黏樹(shù)脂一般為松香樹(shù)脂、氫化松香酯及其混合物。石油樹(shù)脂、氫化石油樹(shù)脂、香豆酮—茚樹(shù)脂等也可用于增黏樹(shù)脂。根據(jù)膠黏劑耐熱等級(jí)選擇相應(yīng)的增黏樹(shù)脂，所需的耐熱等級(jí)一般不超過(guò)增黏樹(shù)脂軟化點(diǎn)的最大值［2］。

3 熱塑性樹(shù)脂

熱塑性樹(shù)脂在濕固化熱熔膠中的作用是改善其柔韌性和成膜性能，提高膠黏劑的觸黏，即提高定位性能。

3.1 熱塑性乙烯基聚合物

熱塑性乙烯基聚合物是一類線性高分子樹(shù)脂，具有較高的柔韌性。熱熔膠中加入熱塑性乙烯基聚合物，可以明顯改善膠黏劑的硬脆性，在較少犧牲內(nèi)聚強(qiáng)度的同時(shí)，提高了膠黏劑的施膠的工藝性能。通過(guò)共混的方式，加入乙烯－醋酸乙烯酯或聚氧化乙烯等，顯著提高熱熔膠的韌性，表現(xiàn)為剝離強(qiáng)度的明顯提高，同時(shí)兼具較好的剪切強(qiáng)度。

3.2 非反應(yīng)性丙烯酸酯類聚合物

非反應(yīng)性丙烯酸酯聚合物，即不含有端基活潑基團(tuán)的熱塑性丙烯酸酯聚合物。韌性較好的有丙烯酸丁酯線性聚合物、丙烯酸二乙基己酯線性聚合物或者幾種丙烯酸酯的共聚物。一般來(lái)說(shuō)，丙烯酸酯類聚合物的增韌效果要優(yōu)于熱塑性乙烯基聚合物，主要原因是丙烯酸酯聚合物與預(yù)聚體的相容性好，不易形成分相結(jié)構(gòu)，對(duì)定位時(shí)間貢獻(xiàn)較大。

4 結(jié)論

通過(guò)選擇合適的多元醇、異氰酸酯和熱塑性樹(shù)脂等，優(yōu)選配方，即可合成需要性能的濕固化聚氨酯膠黏劑。通過(guò)對(duì)聚氨酯熱熔膠黏劑配方的調(diào)整和工藝試驗(yàn)驗(yàn)證，可以在較短時(shí)間內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

［1］侯振龍，朱長(zhǎng)春，張玉清.單組分濕固化聚氨酯熱熔膠的研究及應(yīng)用［J］.化工推進(jìn)劑與高分子材料，2006，4（1）:16—20.

［2］葉青萱.國(guó)外濕固化聚氨酯熱熔膠技術(shù)進(jìn)展［J］.聚氨酯工業(yè)，2000，15（4）:1—4.

注:本論文為黑龍江省青年基金資助項(xiàng)目。