高分子材料概论-聚氨酯.doc

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1、聚氨酯胶粘剂主要内容：1概述2聚氨酯的单体3聚氨酯的合成工艺4聚氨酯的固化和胶接机理5API胶粘剂6我校的聚氨酯胶粘剂概况1概述1.1基本概念从广义上讲聚氨酯胶粘剂包括异氰酸酯胶粘剂和聚氨基甲酸酯。一般上，我们所说的聚氨酯胶粘剂指聚氨基甲酸酯胶粘剂，一般是体系中含有相当数量的氨基甲酸酯基及适量的异氰酸酯基的一类胶粘剂；异氰酸酯胶粘剂包括多异氰酸酯胶粘剂和异氰酸酯预聚体胶粘剂，指体系中含有相当数量的异氰酸基（—NCO）及适量的氨基甲酸酯基（—NHCOO），或直接使用单体多异氰酸酯作为胶粘剂的一类胶粘剂。无论是异氰酸酯胶粘剂，还是聚氨基甲酸酯胶粘剂，都需要异氰酸酯

2、单体。异氰酸酯（Isocyanate）是一大类含有异氰酸基（—N=C=O）的有机化合物。异氰酸酯基由于其累积双键和碳原子两边的电负性很大的氮氧原子作用，使之具有很高的反应活性，能与绝大多数含活泼氢的物质发生反应，因此在化工领域得到许多应用，如反应中间物、接枝工具等。氨基甲酸酯是异氰酸酯基和羟基反应的产物：1.2聚氨酯胶粘剂的发展与应用1849年德国化学家Wurts用烷基硫酸盐与氰酸钾进行复分解反应，首次合成了脂肪族异氰酸酯化合物；1850年德国化学家Hoffman用二苯基甲酰胺合成了苯基异氰酸酯；1884年，Hentschel用胺或胺盐与光气反应合成了异氰酸酯

3、，成为工业上合成异氰酸酯的方法。目前合成异氰酸酯的方法虽有27种之多，但是100多年来，工业化合成异氰酸酯的方法仍是伯胺光气法，其他的合成方法仍处于试验或中试阶段。近年来硝基化合物和一氧化碳在高温高压催化下合成异氰酸酯的方法有望成为新的工业化合成方法。1937年，德国化学家Bayer—聚氨酯工业的奠基人，与其同事发现异氰酸酯能与含活泼氢的化合物发生反应，如二异氰酸酯与二元胺反应能制成有强度的聚合物，从而奠定了聚氨酯化学基础，并首次利用异氰酸酯与多元醇化合物制得聚氨酯树脂。第二次世界大战期间，德国拜耳公司用4，4'，4''—三苯基甲烷三异氰酸酯胶接金属和合成橡胶

4、获得成功，应用于车用车辆的履带胶接上，使聚氨酯胶粘剂首次工业化。该公司还首先以三异氰酸酯和聚酯多元醇为原料开发了商品名为Polystal的溶剂型双组分胶粘剂。上世纪50年代后，拜耳公司逐渐发展了当今世界仍通用的溶剂型聚氨酯胶粘剂，成为当时聚氨酯胶粘剂的主导。美国和日本战后相继引进德国技术，盂山都公司和拜尔公司进行技术合作设立了Mobay化学公司，主要生产聚酯型聚氨酯胶粘剂、涂料、弹性体等。50年代末，美国杜邦公司开发了聚醚型聚氨酯。1968年美国开发了蓖麻油多元醇聚氨酯——无溶剂型胶“Pligsip”，并成功地应用于汽车用玻璃纤维增强塑料的胶接。70年代制成了

5、单组分湿固化型聚氨酯胶粘剂，80年代推出了反应型热熔聚氨酯胶粘剂。期间日本和德国还开发了多种水乳化型聚氨酯胶粘剂。聚氨酯胶粘剂因其通常具有极性和活性很高的游离异氰酸酯基，所以能够胶接许多材料，现在已被广泛的应用于泡沫塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料及金属、玻璃、塑料等表面光洁材料之间的胶接。当前，异氰酸酯胶粘剂主要的应用领域为：制鞋工业、纺织服装工业、包装工业、塑料加工工业、汽车工业、建筑工业、低温工业、涂料工业、磁带工业等，它也开始逐步应用于木材工业上，目前，世界上至少有10条以上的刨花板生产线在使用异氰酸酯胶粘剂。它们在纺织工业和木材工业的应用

6、发展最快。1.3聚氨酯胶粘剂的分类聚氨酯胶粘剂的类型和品种很多，其分类方法也很多，一般可按照反应组成、溶剂形态、包装、用途、固化方式等分类方法。(1)多异氰酸酯胶粘剂（单体胶粘剂）(2)异氰酸酯预聚体胶粘剂体系含有相当数量的异氰酸基及适量的氨基甲酸酯基(3)聚氨酯树脂胶粘剂体系含有相当数量的氨基甲酸酯基及适量的异氰酸酯基(4)含羟基聚氨酯胶粘剂体系只含有相当数量的氨基甲酸酯基(5)封闭性聚氨酯胶粘剂胶粘剂首先采用一些化合物将体系中的—NCO预先保护起来。1）按照反应组分进行分类：(1)溶剂型聚氨酯胶粘剂(2)水性聚氨酯胶粘剂（乳液胶粘剂）(3)无溶剂型聚氨酯胶

7、粘剂（活性溶剂，固体型，热熔胶等）2）按照溶剂形态进行分类：3）按照组分进行分类：(1)单组分聚氨酯胶粘剂(2)双组分聚氨酯胶粘剂（API、醇+预聚体）(1)热固性聚氨酯胶粘剂(2)常温固化型聚氨酯胶粘剂（湿固化型、双组分型）(3)湿固化型聚氨酯胶粘剂(4)紫外光固化型聚氨酯胶粘剂4）按照固化方法进行分类：5）按照用途进行分类：如：通用型聚氨酯胶粘剂、食品包装用聚氨酯胶粘剂、鞋用聚氨酯胶粘剂、木材加工用聚氨酯胶粘剂、建筑用聚氨酯胶粘剂、结构用聚氨酯胶粘剂等。2聚氨酯的单体异氰酸酯作为生产异氰酸酯胶粘剂的主要原料，其常用的主要有芳香族类和脂肪类两种。芳香族类的主

8、要有：TDI（2,4—甲苯二异氰酸酯或