雙組分聚氨酯膠粘劑的組成和應(yīng)用
PREFACE
前言
雙組分聚氨酯膠粘劑通常是由含有NCO的異氰酸酯組分（固化劑）和含有羥基的羥基組分（主劑）組成。在使用時將兩種液態(tài)組分按照一定比例混合，利用NCO和OH反應(yīng)生成固體聚氨酯，進而再利用聚氨酯的極性基團與基材表面形成氫鍵等鍵合作用，從而起到粘接的作用。

雙組分聚氨酯膠粘劑問世較早，發(fā)展始于20世紀(jì)50年代，拜耳公司首先開發(fā)了Desmoders系列二異氰酸酯和Desmophens系列低分子量端羥基聚酯多元醇，將兩者按照一定比例配置，可得到Polystal系列的雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑，為日后雙組分聚氨酯膠粘劑的工業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
雙組分聚氨酯膠粘劑屬于反應(yīng)性膠粘劑，兩組份在混合時發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化粘接。通?？稍谑覝叵掳l(fā)生固化，也可加熱進行固化，其終粘合強度一般比單組份聚氨酯膠粘劑大，可以滿足結(jié)構(gòu)膠粘劑的要求。此外，雙組分聚氨酯的兩組分用量可在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，配方靈活，通過調(diào)節(jié)兩組分的原料和分子量，能夠得到性能各異的產(chǎn)品，可用于塑料、薄膜、金屬、木材、玻璃等材料的粘接，粘結(jié)范圍廣。

根據(jù)有無溶劑可將雙組分聚氨酯膠粘劑分為溶劑型和無溶劑型。
溶劑型雙組分膠粘劑雖然對基材的浸潤性好、粘結(jié)強度大、滲透性強，但不利于環(huán)保和健康。
無溶劑型雙組分膠粘劑不含溶劑，不會造成由于溶劑揮發(fā)產(chǎn)生的污染、操作安全。具有比較好的發(fā)展前景。無溶劑型雙組分聚氨酯的主劑和固化劑在室溫下粘度較高，但仍具有流動性，使用時將兩者按比例混合，升溫至50-60℃，使其粘度降低，因為它本身不含溶劑，所以不需要經(jīng)加熱干燥這一工序就可直接涂覆在基材上。
·組成·
雙組分聚氨酯膠主要由兩種組分組成，在習(xí)慣上把多異氰酸酯組分稱為甲組分或A組分，把羥基組分稱為乙組分或B組分。實際上，甲組分（A組分）也可以是羥基組分，乙組分（B組分）可以為多異氰酸酯組分。A組分（多異氰酸酯組分）主要由多異氰酸酯、小分子擴鏈交聯(lián)劑、助劑、填料組成，B組分（羥基組分）主要由多元醇或多元醇與異氰酸酯反應(yīng)生成的端羥基聚合物、小分子擴鏈交聯(lián)劑、催化劑、助劑、填料組成。
原料
作用
常用
多異氰酸酯
參與固化反應(yīng)
PAPI、MDI、TDI、HDI縮二脲、TDI-TMP加成物、HDI三聚體以及預(yù)聚體多異氰酸酯
多元醇
參與固化反應(yīng)
聚醚多元醇、聚酯多元醇、蓖麻油及其衍生物等
小分子擴鏈劑
與端NCO基團反應(yīng)生成氨基甲酸酯或脲基起到擴鏈作用
乙二醇、二乙二醇、１,4-丁二醇、己二醇等
交聯(lián)劑
產(chǎn)生交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
三羥甲基丙烷、甘油、三乙醇胺等
催化劑
加快反應(yīng)速率
三乙烯二胺、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、異辛酸鉍、異辛酸鋅等
助劑
增加附加性能
增塑劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、著色劑、阻燃劑、除水劑等
填料
降低成本，改善硬度或其他性能
滑石粉、鈦白粉、二氧化硅、分子篩粉末等
·應(yīng)用·

雙組分聚氨酯膠粘劑具有良好的機械性能、附著力，耐化學(xué)藥品性，性能可調(diào)節(jié)、粘合強度大、粘結(jié)范圍廣等優(yōu)點, 廣泛應(yīng)用于金屬、塑料、包裝材料、絕緣材料等基材的粘接。從應(yīng)用上分類，可將其分為通用型雙組分聚氨酯膠粘劑、復(fù)合薄膜用雙組分膠粘劑、鞋用雙組分膠粘劑、雙組分聚氨酯密封膠、雙組分聚氨酯結(jié)構(gòu)膠等。
·通用型雙組分聚氨酯膠粘劑·
通常將早期開發(fā)應(yīng)用的一類溶劑型雙組分聚氨酯膠粘劑稱作“雙組分聚氨酯膠粘劑”。這類膠粘劑的主要特點是：以聚己二酸乙二醇酯二醇和甲苯二異氰酸酯為主要原料制得的端羥基聚氨酯有機溶液為主劑，以三羥甲基丙烷-甲苯二異氰酸酯加成物的有機溶液作為固化劑。這類膠粘劑膠膜強韌、耐沖擊、耐水、耐油、耐低溫性好。廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的粘接，也可用于一般包裝材料、裝飾材料的復(fù)合
·復(fù)合薄膜用雙組分聚氨酯膠粘劑·
復(fù)合薄膜用雙組分聚氨酯膠粘劑的主劑成分一般為己二酸類聚酯聚氨酯多元醇、共聚酯型聚氨酯多元醇（異氰酸酯改性的共聚酯型多元醇）或芳香族聚酯多元醇。固化劑一般是TMP-TDI加成物。這類膠粘劑的溶劑一般為乙酸乙酯，固含量較低。主要用于包裝干燥食品。高性能復(fù)合薄膜用膠粘劑配方中可能含有增強粘結(jié)力的主劑。使用時將兩組分按一定比例混合，再用溶劑稀釋到一定濃度，進行涂覆。
·鞋用雙組分聚氨酯膠粘劑·
鞋用聚氨酯膠粘劑以溶劑型雙組分聚氨酯膠粘劑為主，這種膠粘劑的主劑是熱塑性聚氨酯的溶液，特點是高粘度、低固含量，溶劑揮發(fā)后很快結(jié)晶固化，高初粘力，適用于鞋材冷粘工藝。鞋用雙組分聚氨酯膠粘劑的制備重點在于主劑的合成，主劑主要成分是結(jié)晶性聚酯二醇和MDI制得的粘結(jié)型TPU。固化劑組分通常是多異氰酸酯類的交聯(lián)劑。主劑組分常用的溶劑一般為乙酸乙酯、甲苯、甲乙酮等，通常使用混合溶劑。
·雙組分聚氨酯密封膠·
雙組分聚氨酯的主劑通常是由聚醚多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)得到的端NCO預(yù)聚體；固化劑由聚醚多元醇、多元胺等活性氫化合物、填料、觸變劑、抗氧劑、催化劑等組成。另有少量雙組分聚氨酯密封膠是以羥基組分（或聚醚填料混合物或端羥基預(yù)聚體）為主劑，多異氰酸酯為固化劑。具有固化速率快、耐化學(xué)性好、成本低的優(yōu)點，在建筑和道路工程領(lǐng)域擁有廣泛的市場。
·雙組分聚氨酯結(jié)構(gòu)膠·
結(jié)構(gòu)膠是指能夠代替螺栓、鉚釘或焊接形式用來粘結(jié)金屬、塑料、玻璃、木材等的結(jié)構(gòu)部件，可長時間經(jīng)受大載荷的高性能膠粘劑。雙組分聚氨酯結(jié)構(gòu)膠通常是無溶劑型雙組分聚氨酯膠粘劑。一般固化劑組分是由多元醇與過量多異氰酸酯反應(yīng)得到的端NCO聚氨酯預(yù)聚體組成。主劑部分是由二元胺及其共混物組成。固化后形成聚氨酯-脲。主要應(yīng)用于汽車、水上運載工具、電梯、浴池、住宅（外裝飾材料之間的粘接）等領(lǐng)域。