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双组分聚氨酯胶粘剂概述doc

日期:2019-10-20 16:54 来源: 胶粘剂

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  双组分聚氨酯胶粘剂概述 双组分聚氨酯胶粘剂是聚氨酯胶粘剂中最重要的一个大类,用途广,用量大。通常由甲、乙两个组分组成,两个组分是分开包装的,使用前按一定比例配制即可。甲组分(主剂)为羟基组分,乙组分(固化剂)为含游离异氰酸酯基团的组分。也有的主剂为端基NCO的聚氨酯预聚体,固化剂为低分子量多元醇或多元胺,甲组分和乙组分按一定比例混合生成聚氨酯树脂。 双组分聚氨酯胶粘剂具有以下特点。 (1)属反应性的胶粘剂在两个组分混合后,发生交联反应,产生固化产物。 (2)制备时,可以调节两组分的原料组成和分子量,使之在室温下有合适的粘度,可制成高固含量或无溶剂双组分胶粘剂。 (3)通常可室温固化,通过选择制备胶粘剂的原料或加入催化剂可凋节固化速度。一般,双组分聚氨酯胶粘剂有较大的初粘合力,叫加热固化,其最终粘合强度比单组分胶粘剂大,可以满足结构胶粘剂的要求。 (4)两个组分的用量可在一定范围内调节,一般存在着一定容忍度。两组分的NCO/OH摩尔比在一般情况下大于或等于l,当固化时,一部分NCO基团参与胶的固化反应,产生化学粘合力,多余的NC0基团在加热固化时,还可产生脲基甲酸酯、缩二脲等,增加交联度,提高了胶层的内聚强度和耐热性。对于无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂来说,因各组分起始分子量不大,一般来说NCO/OH摩尔比等于或稍大于l,有利于固化完全,特别在粘合密封件时,注意NCO组分不能过量太多。而对于溶剂型双组分胶粘剂来说,其主剂分子量较大,初粘性能较好,两组分的用量可在较大范围内调节,NCO/OH摩尔比可小于1或大于1的数倍。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胶粘层,适合于硬材料的粘接;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。 双组分聚氨酯胶粘剂自问世以来,由于具有性能可调节性、粘合强度大、粘接范围广等优点,已成为聚氨酯胶粘剂中品种最多、产量最大的产品。 通用型双组分聚氨酯胶粘剂 通用型聚氨酯胶粘剂是以聚己二酸乙二醇酯为原料、以溶剂聚氨酯树脂为主成分(甲组分),以三羟甲基丙烷—T1)I加成物为固化剂(乙组分)的双组分聚氨酯胶粘剂。通用型双组分聚氨酯胶粘剂亦称101-聚氨酯胶粘剂,是上海新光化工厂最早投入工业化生产、至今仍是国内生产量最大的聚氨酯胶粘剂,国内用户达千家以上,主要用于绝缘材料、包装材料、复合膜、多孔材料、深冷保护材料等的粘接。 1.产品规格 通用型双组分聚氨酯胶粘剂要制订国家标准,目前正在起草行业标准,其主要技术指标见表。 表通用型双组分聚氨酯胶粘剂产品的规格 项目\组分 甲组分(主剂) 乙组分(固化剂) 外观 NCO含量,% 含固体量,% 粘度,25℃ 浅黄色或茶色粘稠液 -- 30±2,50±2 30-90 无色或浅黄色透明液 12±1 60±2 -- 剪切强度,MPa 8.0 8.0 2.胶粘剂的贮存 通用型双组分聚氨酯胶粘剂组分中含有机溶剂(丙酮、醋酸乙酯等),按易燃品规定贮运。乙组分中含活泼的异氰酸酯基团,要避免与水等活性基团物质接触。甲组分在冷天会产生结晶或形成絮状沉淀,属正常物理变化,只须在温水中或采用适当的加热装置(避免明火)温热即可熔化使用。甲、乙组分贮存时间分别为一年和半年。产品包装有听装和玻璃瓶装两种。 3.使用方法 双组分聚氨酯胶粘剂使用方法的好坏直接影响材料的粘合性能,在粘合前需注意甲乙组分是否过期变质。尤其是乙组分,因容易发生缩聚反应而变质,宜在低温密闭条件下 保存。聚氨酯胶粘剂的施用一般分为表面处理、胶的配制与涂布、固定与固化以及整饰等步骤,各步骤都要严格遵守操作规程,否则会影响粘接的质量。 1.使用方法 (1)表面处理 被粘合材料的表面在涂布胶粘剂前必须经去污、除锈、脱脂等处理,一般用喷砂、砂轮、砂纸等方法除锈,用甲苯、丙酮、乙醇等溶剂脱脂去油渍。处理后要求表面干燥、平整。 铝-铝合金表面的处理可用零号砂布打毛和丙酮脱脂,放人65-70℃重铬酸钠溶液中浸渍30min,用水冲淋,在70℃以下烘干备用。重铬酸钠溶液可用下列配方制备:重铬酸钠:水:浓硫酸=7.5:65.2:27.3或30:176:50(质量份数)。低碳钢的表面用1号砂布打毛,再用三氯乙烯脱脂后即可进行粘接。聚氯乙烯板与泡沫用三氯乙烯脱脂,层压板和玻璃钢用零号砂布打毛。木材、纸张、皮带不平整、不清洁时均须进行表面处理。表面处理方法对铝-铝材料粘合强度(剪切强度)的影响见表。 处理方法\剪切强度 剪切强度,MPa 试样1 试样2 试样3 平均 丙酮脱脂 零号砂布打毛 阳极化 化学法 5.32 5.42 5.46 5.40 8.65 9.19 9.67 9.17 9.31 10.91 10.86 10.37 10.96 12.27 13.96 12.40 *铁锚-101胶,甲组分:乙组分=100:50(质量份数)。 (2)胶液配制 胶粘剂的配制视被粘材料的要求而定,甲、乙组分有不同的配比,而且该胶粘剂还可以与它种胶粘剂混用。通用型双组分聚氨酯胶粘剂 甲、乙组分的配比见表。 表粘接各种材料用胶的配比 被粘合材料 甲组分(质量分数) 乙组分(质量分数) 纸张、皮革、木材 一般材料 金属材料 100 100 100 10-15 15-30 20-50 若要加速固化时间,并使起始粘合力提高,在组分中可加入0.1%-0.3%的三乙醇胺或二乙胺基乙醇。 胶粘剂按甲、乙组分比例配制后即可使用。配好的胶粘剂在密闭条件下可贮存半天到一天时间(25℃),若按甲:乙=100:50配制,贮存期就缩短至3-4h箱温度越高,贮存期越短;乙组分越多,固化速度越快;胶合层硬度越高,耐热性能也就越好。胶粘剂甲、乙组分配比对粘合强度的影响见表。 表甲、乙组分配比对粘合强度的影响* 甲组分:乙组分(质量分数) 100:5 100:10 100:30 100:50 100:70 100:100 剪切强度,MPa 6.2 7.4 11.7 12.3 12.4 13.7 *被粘材料为铝-铝合金。 胶粘剂中加入一定量的填料可增加胶粘层的硬度以及耐热性,另外还可降低胶粘剂的成本。加入填料量一般为10%-20%(质量份数),要求填料粒度要细,能均匀分散在胶粘剂内。并要求填料要干燥而且易被胶粘剂润湿。填料添加量对铝—铝粘合强度的影响见表。 表填料添加量对铝-铝粘合强度的影响 填料(质量份数) 甲组分(质量份数) 乙组分(质量份数) 铝-铝剪切强度,MPa -- 硅藻土5 高岭土5 高岭土10 高岭土20 100 100 100 100 100 10 10 10 10 50 7.4 7.8 8.8 12.2 13.1 石英粉、铝粉、铁粉、石棉粉以及滑石粉等都可作为通用型聚氨酯胶粘剂的填料。 (3)涂布与固化 使用配好的胶液进行涂布时,可用油画笔将胶液涂在已处理的材料表面,第一次涂胶后放置5-10min,再涂第二次,放置10-20min。然后,将被粘合的材料表面贴合在一起,甲0.03-0.05MPa的压力使其固化,加压时间为数分钟至10h箱粘接件于室温放置一昼夜即能达到较大的粘合强度,要达最高强度需3-5天。加温固化可缩短固化时间,如100℃时2h、130℃时1h,其胶层可达到基本固化。粘接件在未固化前有一定的粘合力,但此时切勿使用于湿热处。 被粘材料的面积较大时可采用油漆用刷或用喷涂法进行施胶。固化温度对粘合强度的影响见表,各种被粘材料的粘合条件见表。 表固化温度对粘合强度的影响 甲组分:乙组分(质量分数) 100℃固化2h时的剪切强度,MPa 室温固化1天时的剪切强度,MPa 100:10 100:50 7.3 12.2 6.5 11.1 表各种被粘材料的粘合条件 被粘材料 固定压力,MPa 温度,℃ 时间,h 铝合金-铝合金 钢-钢 铁-铁 木材-木材 其他 0.05 0.03 0.03 0.015 0.03 100 70 70 70 70 2 12 12 12 12 4.粘合性能 通用型双组分聚氨酯胶粘剂对各种材料的粘合强度见表。铝-铝合金粘接件在各种温度下具有的粘合强度见表。 表各种被粘材料的粘合强度① 被粘材料 剪切强度,MPa 被粘材料 剪切强度,MPa 铝合金—铝合金 木材—木材 硬PVC—硬PVC 7 9 6 软钢—软钢 玻璃钢—玻璃钢 层压板-层压板② 5 7 8 ①甲组分:乙组分:100:100(质量份数)。 ②酚醛层压板。 表铝合金粘接件在各种温度下的粘合强度 甲组分:乙组分(质量份数) 各种温度下的剪切强度,MPa -73℃ 29℃ 50℃ 70℃ 100℃ 100:10 100:50 16 7 5 5 5 24 12 9 8 7 将硬聚氯乙烯以通用型双组分聚氨酯胶粘剂粘接后,于不同温度下分别浸入酸性与碱性溶液中各7天后取出,测其剪切强度如表所示。浸入氢氧化钠溶液中,其胶粘剂膜呈粉状,而浸入盐酸中者则发酥。 将铝—铝粘接的试样进行耐油、耐水解及耐湿热试验,其粘合性能的变化见表。从耐油试验数据看来,汽油浸泡后者粘合力最高,冷水浸泡者次之,因此,可作为耐水解胶粘剂,但不宜长期使用。然而,经过70℃热老化以后,反而使粘合强度提高了,这说明在加热条件下,聚氨酯胶粘剂固化得更好了。 表硬PVC硬PVC粘接件的耐腐蚀试验 浓度与强度\药品名称 空白 H2S04 (工业) H2S04 (工业) HCl(工业) NaOH(工业) 浓度,% 剪切强度,MPa 0 6 30 5 10 6 31 1 30 4 表铝-铝合金粘接件耐油、耐水、耐湿热老化试验 介质 空白 汽油 火油 车油 冷水 热老化 湿热老化(温度95%-100%) 温度,℃ 时间,h 剪切强度,MPa 7 16-20 96 7 16-20 72 4 16-20 72 5 16-20 96 5 72±2 240 9 48-53 96 5 5.改进型通用聚氨酯胶粘剂 上述通用型双组分聚氨酯胶粘剂的生产操作中,存在问题是粘度较难控制,如不能达到指标,则胶粘剂的初粘强度较差,给使用带来困难。另外,一般通用胶在冬天会产生结晶或絮状体,需加热熔化后才能使用,因此给用户带来麻烦。经过制备方法的改进以及聚酯多元醇结构的调整,解决了以上难题,制得深受用户欢迎的通用型双组分聚氨酯胶粘剂。 1. 扩链法制备甲组分胶液 聚己二酸—乙二醇经真空脱水处理后,其水分含量达到0.06%以下。可按甲苯二异氰酸酯(80/20)与聚酯多元醇的摩尔比(R指数)等于2.5,计算,TDI与聚酯多元醇的投料量。TDI与聚酯多元醇的反应温度为90-95℃,反应时间2h,按计算加入一缩乙二醇(二甘醇)扩链剂、二月桂酸二丁基锡催化剂进行扩链反应,使其分子量(粘度)进一步增加,其中溶剂添加量与添加方法参照上述制备方法进行。用扩链法制得甲组分胶液的粘度指标稳定,而且可以通过添加扩链剂(二甘醇)的量来控制甲组分胶液的粘度指标。 2.低温不结晶的甲组分胶液 用聚己二酸-乙二醇—丙二醇代替聚己二酸乙二醇制备的甲组分胶液可在室温和零度左右的低温下贮存而不会出现结晶体与絮状体,抗冻,不会结晶。在聚酯中乙二醇与丙二醇的摩尔比是8:2或9:1。 应用实例 通用型双组分聚氨酯胶粘剂可应用于粘接金属(如铝、铁、钢等)、非金属(如陶瓷、木材、皮革、塑料等)以及不同材料之间的粘接。通用型双组分聚氨酯胶粘剂大量用于制造电机上应用的绝缘纸(聚酯薄膜-青壳纸复合)、纸塑复合(彩印纸-聚丙烯薄膜)、铁板-聚氨酯泡沫体复合以及鬃刷的制造等,其他用途渗透到国民经济各领域。 1.机床导轨的维修 采用镶嵌粘接塑料板法将塑料薄板粘在铸铁导轨上,制成塑料导轨,可解决机床导轨的磨损。用铁锚-10l聚氨酯胶,按甲组分:乙组分=100:50(质量份数)配制胶液,在胶液中拌入直径∮为0.1mm、长为20mm的细铜丝,使导轨与塑料板之间保持足够空隙,不致使胶液全部挤出。塑料板和铸铁导轨两个粘接面都需分别涂刷胶液两次,第一次涂刷5min后再涂第二次,待15-20min其胶层发粘有拉丝现象后,再将塑料板与导轨叠合,靠它的自身的重量加压,因冬、夏温差大,会引起塑料膨胀或收缩,产生内应力而裂开,因此固化温 度最好保持在20-25℃之间,固化时间1-2天。 2.扬声器的粘接 扬声器振动系统即纸盒、音圈和定位支架三者需粘在一起,特别是大功率扬声器振动时振幅较大,故必须粘接牢固,因为直接关系到扬声器的使用寿命。特别是∮100mm以上的扬声器都用聚氨酯胶粘剂粘接。采用铁锚-101聚氨酯胶粘剂按甲组分:乙组分=100:30-35(质量份数)配胶,使用后可达到预期效果。扬声器音圈的粘接,胶液是用甲组分:乙组分=100:25(质量份数)配制。 3. 在鬃刷产品上的应用 通用型双组分聚氨酯胶粘剂是理想的鬃刷用胶粘剂。鬃刷的粘接是将鬃毛(猪鬃或尼龙鬃等)、木片(木材)及刷壳(马口铁)三者粘接起来,要求表面封闭l-2mm,又要求渗透6-9mm。常用胶液的配方为:甲组分 100份、乙组分35份、滑石粉(≥160目)30份。将配制好的胶粘剂倒人刷壳内或使用鬃刷灌胶机进行灌封,灌封后晃动刷头使胶粘剂均匀,放置至干凝(转入打毛不少于24h)。用该胶粘剂灌封后的刷鬃粘合强度大于130N,达到SG236--8l猪鬃漆刷标准规定(98N),若在丙酮中浸泡24h后不脱鬃、不松动,则说明该胶符合要求。 4.高压强塑料风管的粘接修复 钢丝绑札机是引进设备,高压强塑料风管的断裂常导致设备瘫痪,影响生产。采用尼龙套管设计的对接、套接复合接头,既能满足0.8MPa压力的要求,又能避免尼龙套管的膨胀问题。先将长100mm、内径∮2mm的尼龙套管及内壁∮12mm(外径)的高压塑料风管两端头(长50mm的外壁)用砂布打磨粗糙,并用丙酮清洗干净,晾干后待粘。采用铁锚-101聚氨酯胶粘剂,胶液按甲组分:乙组分=5:1(质量份数)配制,先将断裂的高压强塑料风管一端涂胶,胶层厚0.05-0.1mm,然后立即将尼龙套管插入高压塑料风管涂胶端,并左右旋转尼龙套管,使胶均匀地粘附并填满尼龙套管内壁与高压塑料风管的间隙处,插入深度为尼龙套管的一半(50mm)之高压塑料风管的另一端,按上述方法进行粘接,务使高压塑料风管两断面基本吻合,于常温下固化48h,100℃保持2h即可。修复的钢丝绑札机运行半年未见粘接异常,证明粘接后能满足0.8MPa压力的工况要求。 5.拖拉机机体裂纹的粘接修复 拖拉机机体产生裂纹可用铁锚-101聚氨酯胶粘剂进行修复,粘接修复后经两年使用未发现异常现象。其粘接工艺简述如下。 (1) 清洗裂纹表面 用汽油和钢丝刷清除裂纹周围的油污。找出裂纹的两端点,用手电钻在端点钻两个妇一的止裂孔。 (2) 开出V型槽 用凿子沿裂纹线℃的V型槽,至止裂孔为止。以槽底深度为机体厚度的2/5为宜。 (3) V型槽粘接面的清洁 先用棉纱蘸酒精粗擦被粘面,沿着V型槽的四周约30mm左右擦拭2-3次,然后用脱脂棉蘸丙酮精擦被粘面,直至彻底干净为止。 (4) 配胶 按甲组分:乙组分=2:1(体积比)进行配制,充分搅拌均匀后沿V型槽将胶倒满,并使之略高出机体表面,以油漆刮刀用力刮平、压实、压紧。 (5)固化 用灯泡加热或用电热吹风加热,2h后即可完全固化(温度控制在1m信C左右)。 (6)整饰 先用锉刀、后用砂纸打磨,把高出机体表面的胶锉掉磨平,使其与机体表面相平。 6.低温室电灯线路的粘接与安装 低温室内墙壁与顶棚是铁皮,表面涂有漆层。室内使用温度是-70-60℃,有时连续使用10多天。停止使用后温度为10-30℃,相对湿度为100%。低温室内按装电灯线路的粘接工艺简述如下。 (1)粘接表面处理 用刃具、砂纸将被粘表面打磨粗糙,然后用酒精或丙酮清洗干净,晾干。 (2)配胶 将铁锚-101聚氨酯胶粘剂按甲组分:乙组分=100:20-30(质量份数)、另加偶联剂等助剂配成。 (3)粘接 用画笔将胶涂在欲粘接的表面上,晾置30-40min,把欲连接的电灯线路的铝片与墙壁、顶棚贴合在一起,并用手指或其他工具轻轻按几次,使其粘接牢固。再在铝片粘接处涂一层胶保护底胶。另外,将胶涂在要安装电灯座的墙壁和顶棚水泥大梁上然后把电灯座与墙壁及水泥大梁的粘接面粘合一起,并施以适当压力。特别是顶棚水泥大梁上的粘接件要用木棒等物顶紧。 (4)固化 室温固化48h以上。用此法粘接安装的电灯线路经年多实践,证明使用正常。 磁性材料胶 用于磁记录介质的粘合剂树脂及其性能评价见表。这些树脂单独使用的情况不多,一般都是混合使用,具有较好的综合性能。通常树脂成分由三个部分组成: (1)含羟基的成分,如环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、氯醋树脂、硝基纤维素等; (2)与上述树脂起氨酯化反应的多异氰酸酯成分,如缩二脲型、三聚体型多异氰酸酯、多元醇异氰酸酯加成物; (3)用于改性的弹性体成分,如热塑性聚氨酯、丁腈橡胶。 表磁带粘合剂所用树脂的选择 材 料 名 称 主 要 特 性 粘 分 耐 摩 柔 接 散 磨 擦 软 性 性 性 性 性 应用品种 共混例 乙烯基共聚物类 A氯乙烯-醋酸乙烯 B氯乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇 C氯乙烯-偏氯乙烯 D氯乙烯-丙烯腈 E氯乙烯醇缩丁醛 F氯乙烯醇缩甲醛 △ △ ※ △ △ ※ ○ ※ ○ ※ △ △ ※ ○ ※ △ △ △ △ △ ※ ○ ※ △ △ ※ ○ ※ ○ ※ A AV A AD AV AV IJM GUKLMN IJM IJM EJLN EJLN 纤维素类 G硝基纤维素 H纤维素乙酰丁酸酯 ※ ○ ※ ○ ※ ※ △ ※ ○ ※ VD VD BEIJMN EFIJN 缩醛类 I饱和树脂 J聚氨酯树脂 K聚酰胺树脂 L环氧树脂 ○ △ ○ △ ○ ○ △ ○ ※ ○ △ ○ △ △ ○ △ △ △ △ △ AVD AVD VD VD ABCDJMN ABCDEFGKLN EJLN BERLKN 合成橡胶类 M丁腈橡胶 ○ △ ○ ※ ○ A ABCDGI 交联剂 N异氰酸酯化合物 -- -- -- -- -- AVD BEGHIJKL 注:A音频;V音像;D数字;○优良;△中; ※差。 磁带粘合剂要求具有以下特点: (1)磁性涂层对基膜能良好地粘接;(2)磁粉在粘合剂中年良好地分散;(3)涂层耐磨性好;(4)具有适中的柔软性;(5)摩擦系数低;(6)抗电性低;(7)耐药品性良好;(8)涂膜固化后无粘性;(9)涂层使用温度范围广;(10)能长期保存无老化。 聚氨酯树脂对许多基材粘接性良好,耐磨性、耐久性优异,是磁性涂料中的主要树脂。大多数磁性涂料中含PU树脂,如今磁性涂料的发展趋势是配方简单化,某些场合粘合剂树脂仅包括乙烯基树脂及热塑性聚氨酯“TPU”,据报道,最近在某录像带磁性涂料配方中仅用TPU。 磁记录介质所用的PU树脂一般由聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己内酯或苯二甲酸聚酯多元醇与MDI、TDI、HDI、IPDI等多异氰酸酯反应所合成的分子量为1-10万的TPU树脂,粘合剂有单组分和双组分型。用于磁带粘合剂的TPU通常具有以下性能: (1)在溶剂中非常好的溶解性能; (2)能良好地分散磁粉,对磁粉和基膜良好的粘接性; (3)在接触层(表面层)无粘性; (4)具有特别的物化性能如相对高的硬度、耐磨性、弹性解性和光泽,非常好的分子量A/-/d4。分布。 配方举例 PU在磁性涂层作粘合剂使用,可以说有两个方面。 一是聚氨酯树脂(一般是TPU,或聚酯等低聚物多元醇与二异氰酸酯的混合物)单独或与其他树脂并用,溶于溶剂作为磁带粘合剂主成分。由于PU粘合剂与多种树脂共混性良好,磁粉在树脂溶液中能良好地分散,与各种基材粘接性优良,且制得的磁性涂层耐磨性、耐久性优良,特别是柔韧性优,故绝大多数磁性涂层配方中含PU。 二是大多数磁性涂料配方采用多异氰酸酯作为粘合剂的交联组分,即组成双组分型磁性涂料。双组分磁性涂层使用时有适用期限制,但制得的磁记录材料耐热性、耐久性比不用交联剂的单组分优。 下面介绍几则磁性涂层配方。 1.由TPU弹性体作为粘合剂的树脂主成分大多数用于磁性涂层的PU粘合剂为热塑性聚氨酯,这使TPU具 有优良的机械强度、弹性模量。用于磁性涂层粘合剂的TPU树脂与用作鞋用胶等的TyU树脂不完全通用,一般需要特别制备。用含侧甲基的聚酯制得的TyU具有较好的性能。 TDK公司的一则专利配方如下: 质量分数 质量分数 Co-r-Fe2O3 400 润滑剂 5 聚氨酯树脂 55 炭黑 5 环氧树脂 30 甲乙酮 500 硝基纤维素 15 甲基异丁酮 250 分散剂 6 环己酮 25 普通结晶性聚酯型肝真U对磁粉分散力的不足可通过在分子链中引入一SQ3M、一C02M等离子基团而得到改善。一个此类磁性涂料配方如下: r-Fe2O3 100 多异氰酸酯CoronateL 3 聚氨酯树脂 25 溶剂 若干 *PU树脂配方为:以HOCH2CH2C(SO3Na)(CH3)CH2CH2OH叫为起始剂的聚e-己内酯(Mw200)100质量份;聚己二酸己二醇酯二醇(Mw200)100份;MDl24.8份;催化剂Dabco0.02份。该树脂含离子基团,改善了对磁粉的分散能力。 双组分磁性涂料中一般不加催化剂,但为了缩短固化时间,且保证一定的适用器,有人研究了加少量催化剂的配方: Co-r-Fe2O3 400 硬脂酸 4 PU树脂(N-2304) 50 硬脂酸钡 4 氯乙烯—醋酸乙烯—乙烯醇 50 甲乙酮 400 共聚物 甲苯 500 叔胺甲酸盐催化剂 0.2 多异氰酸酯(Takede E-31) 25 2.可辐射固化的改性PU粘合 有一些专利报道了辐射固化型磁性涂料,含不饱和键的改性PU粘合剂在基膜上涂布成一薄层,适合于电子束辐射固化。大多数情况为由丙烯酸改性的聚氨酯树脂组成粘合剂树脂成分,有时还加有多官能度的交联剂。TPU树脂一般为聚酯型,也有少量用聚醚为原料的。 一个可用电子束固化的磁性涂料配方为: Co-r-Fe2O3 80 季戊四醇丙烯酸酯 5 丙烯酸改性PU树脂 15 甲乙酮 200 其中丙烯酸改性聚氨酯树脂制备配方为: PPG-1025 1000 2—羟乙基丙烯酸甲酯 65 N-(2-羟基-1-丙基)二乙醇胺 163 HMDI 590 3.其他类型磁带用PU粘合剂 德国BASF公司等公司研制了用于磁性涂层的乳液型PU粘合剂,其中一种PU乳液粘合剂的制备配方例。 PBA聚酯Mw1000 210 四氢呋喃 1760 1,4—丁二醇 23.1 有机锡 1 三羟甲基丙烷 1.34 巯基丙酸 55.2 Epikele 828-二丙烯酸酯 207.2 三乙胺 60.6 MDl 312.5 丙酮 31 制备方法为:聚酯、小分子二醇及三醇、环氧丙烯酸酯与MDI在四氢呋喃中加热反应,并滴加催化剂,再加入巯基丙酸、三乙胺的丙酮混合物,45min后分散于水,蒸除溶剂,得凹乳液粘合剂。 上述乳液中加硅油1.5%混匀,加到r-Fe2O3的氨水分散物中,混合均匀,涂在P1汀基膜上,干燥,得到磁记录带。有人采用聚氨酯粘合剂在涂有磁性涂层的磁带背面涂上一层涂层,以提高磁带的耐磨性,并获得良好的摩擦系数。此涂层由PU粘合剂和非磁性的粉末组成。一种此用途的涂料由聚氨酯树脂(Nippo-ran2301)、多异氰酸酯(CoronateL)、碳酸钙粉及甲乙酮组成。 油墨胶 聚氨酯树脂的柔韧性、粘接性、对颜料的分散性都很优异,而可用作塑料或金属材质表面的照相凹版及网版印刷油墨的粘合剂。 与其他领域所用的PU树脂有本质的不同,对油墨用的PU甲严应具有以下几方面的要求: (1)最基本的是可溶性,考虑到与颜料,其他树脂的相容性及适应油墨对溶剂挥发性等方面的要,醇的混合溶剂的;(2)干燥的树脂表面无粘性; (3)Pu树脂溶于混合溶剂而成的PU粘合剂的粘度应较低+而成膜后其强度应较高; (4)粘合剂对光滑表面的基材要有良好的粘接性,因而一般不能采用结晶性TPU树脂。 油墨粘合剂所用的PU树脂一般由聚酯或聚醚多元醇、脂环族二异氰酸酯及二元胺/二元醇扩链剂制备,分子量约数万。为了能溶于醇,并提高膜强度、与塑料或其他基材的粘接性及颜料的分散性,一般在PU树脂中引入了脲键,即形成聚氨酯—脲树脂(PUU)。油墨用的聚氨酯粘合剂以单组分居多。 日本大日本油墨化学工业株式会社的一则专利给出了一种PU油墨粘合剂的制造方法㈠:由聚对苯二甲酸丁二醇酯二醇与在甲乙酮中反应制得固含量为80%的预聚体溶液,该预聚体溶液1350份与68份异佛尔酮二胺PD及12.9份二异丁胺在1470份甲乙酮中于40℃反应1 h,得一固含量约40%的PUU溶液,PUU的分子量为19200。此溶液再用77份75%的HDI/删P加成物(NCO含量12%)于80℃处理3h,并加甲乙酮和异丙醇若干继续搅拌,制得的30%浓度树脂溶液粘合剂25℃时粘度为1050 MPa·s。一种油墨组合物含上述PU粘合剂30份、二氧化钛颜料30份、异丙醇10份及甲乙酮30份,在PE、PP及PET薄膜上印刷,并做胶粘带剥离试验,发现该油墨的印刷层具有≥90%的保留值。此油墨当与多异氰酸酯交联剂混合后,具有较长的适用期。例如,加入3%的交联剂,40吧贮放24h后粘度增加率小于10%。 日本三洋化成株式会社开发的一种油墨粘合剂(展色剂)用PU树脂,是由PBA聚酯(Mw1500)、IPDI、IPDA及二乙醇胺制得,其软化点为120℃、A4-27600、100%模量为3 MPa。由于引入脲键和胺基,使分子间氢键作用力大大增加,提高了树脂的内聚强度及对薄膜的粘接力。由该树脂30份,二氧化钛50份及混合溶剂若干份制得的塑料薄膜印刷油墨对PP、PET及尼龙薄膜具有良好的印刷效果,印刷层耐热油脂、抗粘连。 又如由聚己二酸-(3-甲基-1,5-戊二醇)酯二醇0.5mol、聚四氢呋喃醚二醇(Mw2000)0.5mol、HwMDl2.5mol和IPDll.5mol制备的PUU树脂,用于油墨粘合剂,能使颜料在油墨中的分散更均匀,对基材有更良好的粘附力。 聚氨酯油墨属高档油墨,适用范围虽广,但一般用作专用油墨。 典型的例子是,国内塑料薄膜印刷油墨普遍采用聚酰胺油墨,这种通用型油墨具有较好的印刷性能,胶带剥离试验也合格,但若印刷面进行后序复合加工,即采用透明塑料薄膜覆盖印刷面,以保护印刷层,及制造复合软包装用层压薄膜,发现与未印刷的塑膜相比,复合牢度大大降低。原因是软包装复合薄膜复合工序 所用的聚氨酯胶粘剂对油墨层有影响,复合薄膜剥离试验中,油墨层容易从塑料基膜上剥离,而油墨层与胶粘剂层结合牢固,胶粘剂层基本上不受破坏。而较理想的剥离破坏情况应是油墨层小部分被剥离、胶粘剂层受破坏。故这种反面印刷场合,应使用专用的反印刷油墨,如聚氨酯油墨、氯磺化聚乙烯油墨、氯化聚丙烯油墨。从树脂制备上来看,只要异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二胺等原料能够得到,PU油墨就可小规模容易地制备,而氯化聚丙烯树脂等的制备需氯化工序,可能产生环境污染、且具有一定的危险性。据称,一些高性能的油墨及油墨树脂需进口。 碎木料胶 刨花板等再生板的各种性能主要与碎料及所采用的粘合剂有关,且更依赖于粘合剂的性能。以粘合剂和碎木料制得的刨花板等再生板,与PF、.UF等粘合剂制得的再生板相比,有更好的性能。 德国Roffael等人比较了MDI类粘合剂、UP粘合剂和PP粘合剂粘结的刨花板在20℃不同相对湿度下(nU)的吸水性,发现MDl类粘合剂制造的刨花板在高RH环境下具有较低的吸水率, 德国Roffael经实验得出,与PF胶相比,用粗MDl作刨花板粘合剂时具有一些优点,如粗MDI制得的板的密度可降低10%-15%,而仍具有较高的强度,同时压制时间缩短。Deppe指出在使用三醛粘合剂的生产条件 采用不同粘合剂刨花板在20℃下,对原料所含水分要求严格,不同相对湿度下吸水性的比较 甚至若水分比所要求的超过0.5%,都可能引起板材中裂纹的产生,这是由于加热模压过程产生了过量的蒸汽压所致。而采用PU粘合剂则不存在这个问题。他还报道,异氰酸酯粘合剂粘结的刨花板具有与PP的板相似的耐候性,试验显示,用木屑质量5%~6%的粗MDI作粘合剂就能产生满意的性能,而采用常规的粘合剂则需10%,这就缩小了使用PP粘合剂和异氰酸酯粘合剂的成本差别。至于农作物秸秆、亚麻秆的碎料,一般来说,用PP或UP粘合剂处理,制得的板性能不令人满意,而采用粗MDI粘合剂则较为合适。 Sachs分别将粗MDI及市售的PF树脂作粘合剂制造刨花板试样,粘合剂用量相同,石蜡用量均为1%,模压温度皆为170℃,制造的刨花板厚16mm,比较了这两种板材的性能。 经实践得出,MDI系粘合剂(包括粗MDI,即PAPl)作为木材加工粘合剂及胶粘剂,比TDI系更合适。Sachs分别用相同用量的这两类粘合剂制造三层试验刨花板,其性能比较见表。 表不同类型PU粘合剂制得的刨花板性能 粘合剂种类 板密度g/cm3 厚度膨胀率,% 粘结强度,WPa 弯曲强度,WPa 水浸2h 水浸24h V20级 V100 MDI型 TDI型 TDI型 0.65 0.65 0.85 10.4 5.7 4.3 16.1 20.1 19.5 1.09 0.28 0.91 0.33 -- 0.08 26 12 26 注:粘合剂用量均为干木屑质量的6%。 碎木料聚氨酯粘合剂 碎木料及其他农林产品碎料粘结所用的PU粘合剂有单组分湿固化PU粘合剂(包括PU预聚体、多异氰酸酯粘合剂)、双组分反应型粘合剂、水性乙烯基异氰酸酯粘合剂等几种。 早期多用PAPI作碎木料粘合剂,后来用多元醇对之进行改性,提高了板材的弯曲强度等性能。Milota等人用乙二醇(EG)、聚乙二醇(PEG)及聚醚三醇Isonol93改性PAPI。当PEGMW1000加到PAPI中时,制造的板的内部粘结强度及断裂强度分别比单纯PAPI制造的板强度增加35%及13.5%。当PAyI与PKG的摩尔比在6:1到12:1时,PEG对板的性能改善最大,且随多元醇的分子量增加,粘合剂树脂的内聚强度有所提高,板的性能提高。例如当PAPI与二醇的摩尔比为12:1时,采用PEG改性的板的内部粘结强度和断裂强度分别比EG改性的高30%及29%,但当采用Isonol93改性PAPI时,板的柔韧性下降。用PAPI及Isonol93组成的PU粘合剂制成的刨花板,在煮沸2h后的断裂强度比未改性的PAPI的高72.5%。 下面举几个PU粘合剂的粘结例。 例1: 碎木片(厚0.5mm) 100 PAPl 8 将碎木片和粘合剂混合,热压,可制得密度为0.4g/cm3的刨花板,弯曲强度在干态时为12.7MPa、湿态时为8.8MPa。 例2:木屑(含水3%—4%) 100 PAPl 3 PPG 1 上述物质混合,于160℃热模压10min,得到粒子板的弯曲强度为18.1MPa,拉伸强度0.54MPa。 聚氨酯泡沫体系可作为碎木料的粘合剂,例3为一种PU泡沫型粘合剂的配方。 例3:聚合物多元醇(羟值28mg KOH/g) 45 三乙胺 0.45 聚醚三醇(Mw5000) 45 色糊 2 乙二醇 10 CFC-11 11 水 0.3 PAPI 58.3 此粘合剂料初始粘度为300mPa·s。 水性乙烯基聚氨酯胶由于粘度小、操作方便,在国外已成为木材加工胶的主流。水性乙烯基PU粘合剂由MDI型PU预聚体或PAPI为主的异氰酸酯分散在水溶性高分子溶液或高分子水分散液中而成,含 有活性基团,有一定的适用期。水性粘合剂的用量与碎木料的大小、成型压力等有关,一般在6%-30%之间。与“三醛”粘合剂相比,采用水性PU粘合剂制再生板的模压时间短、用量少、耐水性好。 例4: PEG(MW300) 5.7 PAPI 94.3 非离子表面活性剂 3.5 水 240 文献中采用上述粘合剂的制板方法为:将碎木片浸入4%的上述PU分散液中,取出干燥,铺平,盖一层涂以PP粘合剂的木片,于170℃热压约8min,所得刨花板的湿弯曲强度为11.4MPa,水中溶胀率6%。 砂型粘合剂 1. 概述 在金属部件制造中,一种广泛使用的方法是使用砂型,将熔融的金属浇铸其中,冷却成型。如果铸件是空心的,则还需将芯型置于砂型中,用以阻止熔融的金属流人空心部分(型腔)。为了制备具有足够强度的砂型和芯型,必须在砂子中混入少量粘合剂,这种把干燥干净的细砂结合成型的过程叫“翻砂”(foundry-sand)。如今翻砂已普遍采用“冷箱法”,即不需焙烧,在室温下即固化成砂型和芯型的方法。可用于冷箱法的翻砂粘合剂有水玻璃—二氧化碳体系、酚醛树脂溶液—多异氰酸酯-三乙胺(气雾)体系(该体系主要用于制芯型)、呋喃树脂-强酸催化剂体系、油改性醇酸树脂-多异氰酸酯-催化剂、酚醛树脂溶液-多异氰酸酯-有机碱催化剂、甲阶酚醛树脂—对甲苯磺酸催化剂体系等。这种室温放置成型的砂型又称作“自硬砂”。铸造的整个过程大致上可分为下面几个步骤。 (1)以欲铸件的形状为模型,铸造“模具”(砂型或及芯型)。一般可用木板或塑料等材料制作模型(母型)盒,在砂中拌人粘合剂,将砂放入母型中,捣实。 (2)拌人粘合剂的型砂在室温放置固化,直至砂型具有一定的强度(在美国,规定抗压强度在137kPh以上,此强度的砂型及芯型不易变形),脱模。 (3)以砂型(或及芯型)为模具,浇人熔融金属,冷却固化。 (4)将已形成一个整体的砂型和铸件加热到一定温度(例如 4m吧左右),使砂型中的粘合剂分解,砂型强度丧失、溃散,使铸件脱出。 铸造过程的粘合剂用量必须保持在低水平,在型砂混合物中,粘合剂用量范围在1%-5%之间。一般1%—2%即可。冷箱法采用的粘合剂绝大多数为双组分聚氨酯粘合剂,其中多元醇组分有甲阶酚醛树脂多元醇、聚醚多元醇、醇酸树脂多元醇等,异氰酸酯组分一般是多亚甲基多异氰酸酯(PAPl)或改性MDl聚氨酯类 粘合剂主要有两种类型:酚醛—多异氰酸酯体系和普通多元醇—多异氰酸酯体系。 美国AsHland化学品公司最早将双组分PU粘合剂用于工业化翻砂,分别于1965年、1968年、1970年开发出三种翻砂用双组分PU粘合剂,其多元醇组分第一种为亚麻仁油与季戊四醇、间苯二甲酸制成的醇酸树脂,第二、三种为酚醛树脂类多元醇;固化剂组分均为PAPI。美国Reichold化学工业公司1979年开始大量供应自硬砂聚氨酯粘合剂。据报道,1979年美国PU胶粘剂市场中,翻砂粘合剂用量达3.4万吨,而地毯背衬用胶、建筑、运输、鞋类、织物、磁带等领域的PU胶用量加起来才2.05万吨,1979年全球翻砂用的PU粘合剂总量超过5.7万吨(估计包括酚醛树脂等主成分)。 我国五矿常州有机化工厂从美国AsHland化学公司独家引进铸造化学品生产技术,已于1989年建成投产,品种有酚醛型聚氨酯冷芯盒粘合剂、聚氨酯自硬砂粘合剂、热固性酚醛树脂型砂粘合剂、呋喃树脂 妇砂粘合剂、脱模剂、催化剂、涂料、清洗剂等,其中聚氨酯类型砂粘合剂是主产品。用双组分聚氨酯粘合剂制作砂型,具有如下优点: (1)室温(甚至能0℃以下)固化,不需烘烤,节约能耗; (2)适用期可在较大的范围内调整,便于操作,通过控制催化剂用量可控制适用期; (3)砂型具有较高的强度和良好的溃散性,“脱模”容易; (4)以酚醛树脂-PAPI居多,价格低。 酚醛型聚氨酯粘合剂 这翻砂粘合剂以含羟基的酚醛树脂为一个组分,多异氰酸酯为另一个组分。将酚醛树脂和多异氰酸酯两个组分混合,室温快速固化,用于黑色金属铸造制芯型,具有混砂存放期长、流动性好、强度适宜、溃散性好、发气量低特点,能生产精度高、表面光洁的铸件,且具有改善劳动环境、提高劳动生产率的优点。 酚醛树脂一般是富苄基醚的甲阶酚醛树脂: 多异氰酸酯组分一般以多亚甲基多苯基多异氰酸酯(即PAPl)为此类多元醇与异氰酸酯反应速度较聚醚多元醇快。 比较了快速定型(Pepset)聚氨酯粘合剂(由酚醛树脂-多异氰酸酯-催化剂组成)及呋喃树脂-强酸催化剂粘合剂体系、亚麻油改性醇酸树脂—多异氰酸酯-催化剂体系(lino cure)的适用期及砂型定型时间。可见酚醛粘合剂具有与后两种粘合剂差不多的适用期,但固化速度快。 现以常州有机化工厂的酚醛聚氨酯粘合剂为例,介绍这类自硬砂粘合剂的性状及使用方法。该厂的酚醛型聚氨酯粘合剂有通用型树脂Cl 308/608、抗湿性树脂Cl 308M/608及C1903/904、铸铝树脂Cl 385/685几种,其物性指标。 用粘合剂制芯型的主要步骤是:将型砂与粘合剂树脂混合,混入树脂的砂经射芯、吹胺,砂芯即刻固化,再吹人空气以清除胺催化剂,然后取出砂芯,此时砂芯就具有相当高的瞬时强度。在上述三类树脂中,通用型广泛应用于灰铁、球铁、铝、镁、铜混合物及钢铸件的芯型。抗湿性树脂粘 几种粘合剂固化速度的比较合剂对原砂的水分及环境湿度不太敏感,铸铝专用冷芯盒粘合剂溃散性极好、游离醛为零。 聚氨酯自硬砂粘合剂 这类粘合剂以聚醚多元醇、醇酸树脂多元醇为羟基组分,以多异氰酸酯为固化剂组分。此类粘合剂具有特殊的固化特性,混好的砂在达到固化时间之前流动性一直很好,一到固化时间立即固化,无论砂型厚薄都能均匀固化,可用时间和脱模时间可以调整,砂型尺寸精确,而铸件也同样精确,通常粘合剂用量为砂的1%-2%就能产生足够的强度,得到好的铸件。 如常州有机化工厂的通用型聚氨酯自硬砂粘合剂的使用配方为:多元醇组分CPⅠ1600用量为砂重的1%,多异氰酸酯组分CPⅡ2600用量为砂重的1%,催化剂CPⅢ3550为多元醇组分的1%。使用方法为:将预先称好的催化剂与多元醇组分混合均匀,然后将其倒人称好的砂中混合均匀,再向砂中倒人称量的多异氰酸酯,计时并混匀,即开始填砂,在常温下自计时起10-25min即可脱模。 据称该厂一种铸铝专用聚氨酯自硬砂粘合剂溃散性能特别好,落砂如流水。其使用方法为:先将棕褐—黑色、相对密度约0.95的多元醇组分CPⅠ5140(用量为砂重的1%)与砂混合均匀,再混入已计量的相对密度约1.09的褐黑色多异氰酸酯组分CPⅡ5235(用量为砂的1%),开始计时,混匀后立即填芯盒,常温下自计时起15-30min即可脱模。 只有通过粘合剂才使散砂粘结成整体,砂型的强度依赖于粘合剂固化物的内聚强度,为了使粘合剂固化物分子量达到一定程度,NCO与OH的摩尔比一般应控制在0.8-1.5之间。 有人用聚氧化丙烯醚多元醇(N-220/N-330的混合物)、多异氰酸酯制备自硬砂粘合剂,研究了二元醇与三元醇的比例、NCO与OH的摩尔比等因素对自硬砂强度的影响,发现nNco/noH=1.1-1.2时,强度达到最大值,当多元醇过量或异氰酸酯大大过量均会影响砂型的强度。 废旧橡胶的粘结 聚氨酯预聚体可用于废旧橡胶的再生利用。回收的旧轮胎等废旧橡胶制品经粉碎(如冷冻法粉碎)后,得到的粉、粒及纤维碎料均可用粘合剂将其粘结起来,,制成复合材料。通常将橡胶颗粒用聚氨酯粘合剂粘结,得到弹性材料,主要用于运动及娱乐场所、幼儿园的塑胶铺地材料、地板砖等,特别是运动场、学校操场防滑弹性铺面材料,一般采用聚氨酯为主要材料,橡胶粒为辅助材料,由于聚氨酯具有优良的耐磨性能,在国外已得到广泛应用,国内发展也很快。如德国BaYer公司较早推出了铺面材料雷考坦(Rekonml)、国内有江苏省化工研究所、南京塑料厂塑胶跑道公司较早推出这类产品。废旧橡胶轮胎中的粉碎纤维颗粒经筛分出来可用发泡型聚氨酯粘合剂粘结,制成隔音、隔热等材料。 1.铺面材料 用于运动场、操场、娱乐场所、室内地面的聚氨酯塑胶铺面材料具有走着舒适、耐磨、防滑、防水等优点,经塑胶铺面的室外运动场可不受下雨的影响,提高运动员的成绩,减少挫伤机会。铺面材料有全塑胶型(主要由聚氨酯制成,不含橡胶粒)、混合型、双层型、折叠型等几类,而以混合型居多。混合型为含废橡胶粒的聚氨酯橡胶层,厚度10咖左右,表面也有橡胶粒作为防滑摩擦层,铺设工艺流程图。双层型的—亡层为聚氨酯胶层,下层为橡胶粒的聚氨酯层;折叠型是一种便于携带的橡胶板,一种橡胶板是由废轮胎橡胶1份、聚四氢呋喃型聚氨酯预聚体1份、MOCA 0.1份混合后浇注于模具内固化而成。在这些铺面材料中,含NCO的聚氨酯预聚体或其与交联剂组成的双组分液态体系是废橡胶粒子的粘合剂。聚氨酯预聚体一般由聚氧化丙烯二醇或及三醇与过量mI或MDI等原料制成,NCO含量约10%左右。粘合剂以聚氨酯粘合剂为主要成分。粘合剂用量为橡胶粒的1/4~4倍。目前国内体育场塑胶铺面材料中粘合剂用量约为废橡胶粒的4倍,粘合剂用量少的铺面材料,可用于幼儿园走廊地面、游乐场所,在软质的塑胶地面,不易摔伤。 预聚体、色浆、催化剂、橡胶粒→铺面胶料。 下面举几个专利配方实例。 Bayer公司的一则专利报道,由PPG(Mw2000)2000g、2,4-TD1 696g先制备NCO含量约3.6%的聚氨酯预聚体,该预聚体2348g中加入2,4 -/4,4 -MDI(60/40)637g,制得游离NCO含量为10%、粘度1800MPa·s的粘合剂。将磨碎的轮胎粒(粒径1~4mm),640份、上述粘合剂160份及辛酸锌0.32份混合均匀,摊铺成11~12mm厚的橡胶层,室温固化数天,所得橡胶层的拉伸强度为0.6-0.8 MPa、伸长率50%~70%,20%压缩强度为0.5-0.7MPa。该材料用于体育场地面铺设。 日本三井日曹聚氨酯(株)报道,由PPC(Mw3000) 660份及MDl 340份制得聚氨酯粘合剂,加入粘合剂质量5%的苯甲酰氯改善粘合剂的适用期。每4份废旧轮胎粒子(1-3mm)用1份粘合剂,在35℃、RH70%有3h的适用期。完全固化后,拉伸强度为1.57MPa、伸长率100%,撕裂强度157N/cm。 日本三洋化成公司报道,橡胶碎粒(2-5mm)80份先用1%Dabco醋酸乙酯溶液喷洒处理,干燥后与20份聚氨酯粘合剂混合,浇注成8mm薄层,而不用催化剂处理的混合物,固化很慢。 2.其他地面材料 一种地板砖由下层混凝土/中层弹性泡沫层/面层(聚氨酯粘合剂粘结粒状废橡胶)组成,该地板材料耐磨、耐候,可用于操场、游泳池及天井等地面出铺设。 一种蹭垫由橡胶粒(-25mm)83%及聚氨酯粘合剂17%组成。其中聚氨酯粘合剂为双组分,主剂为PPG—MDI预聚体(MDI与PPG的摩尔比为2:1),固化交联剂为三乙醇胺与聚氧化丙烯三醇的混合物(质量比l/2),主剂与交联剂质量比90:7.5,在3MPa压力下80℃模塑并室温后熟化,具有3.1 MPa的拉伸强度。 3.隔音材料 据几个专利介绍,将废旧轮胎纤维与聚氨酯粘合剂混合,经发泡固化,可制成隔音复合材料。如日本Nitto轮胎公司报道,废旧轮 胎纤维(0.1—20mm)100份、PPG I0份、TDI 5份、水0.5份,在混合器中剧烈搅拌2min,于150℃、1MPa模压10min,得10mm厚、密度0.3g/cm3的薄片,可用于隔音层。在上述体系中加入如氧化铁粉末等无机填料,热压模塑得密度1.8g/cm3的板也可用于隔音。 泡沫碎料的粘结 生产聚氨酯软硬泡时,经常会产生一些泡沫切割所得的边角料及不合格的废泡沫,甚至旧汽车等废品回收时也有相当量的废旧泡沫需处理。焚烧法会产生有毒气体,污染环境,一般不采用。废旧泡沫的回收利用方法有多种,如醇解法可再生多元醇用于制造聚氨酯硬泡。但最直接的再利用方法是把经粉碎的泡沫用发泡型粘合剂粘结起来、模塑成型,制作垫材或隔音、隔热材料。 用于粘结的回收废旧泡沫应通过破碎机加工成较小的碎屑,碎泡沫的尺寸应尽可能基本稳定,它们的大小对制成品的性能有影响。采用相同的粘合剂,对软泡来说,碎屑越小,制成的材料越硬,也越均匀。硬泡通常是脆性的,比软泡容易破碎。 用于泡沫碎料粘结的聚氨酯粘合剂可以是由聚醚多元醇、过量TDI或PAPI制成的端NCO基预聚体,也可以是双组分聚氨酯组合料,或现场即用的各种原料的混合物。废旧聚氨酯软泡所用的粘合剂一般为聚醚多元醇及TDI体系,硬泡粘合剂宜用MDI型多异氰酸酯体系。粘合剂用量根据对制品的性能要求而定,一般在5%-50%之间,以10%-25%常见。粘合剂可直接与泡沫碎料混合,也可喷洒到泡沫碎屑上(必要时粘合剂可含溶剂以降低粘度,并控制粘合剂固体份用量)。一般需用搅拌机使粘合剂和碎料混合均匀(使碎料上粘有粘合剂)。含有粘合剂的泡沫碎料放人模具中加热、加压,模塑成型。 对于硬泡碎屑,可将混有粘合剂的碎泡沫制成疏松的板坯,再加热加压制成模塑件。模压温度一般在120℃以上,模压力可根据板坯的密度及制品所要求的密度在较大的范围内选择,模压时间取决于模压温度、原料的导热性及制品的厚度。模具上下板内侧面需涂脱模剂,为满足产品的表面质量或弯曲强度的特殊要求,可将纸类材料或其他饰面材料贴在模具板与制品表面之间,一起模压成型。 制品的性能依赖于碎泡沫的类型、粘合剂的用量及制品的密度。例如,采用相同的粘合剂和碎料,制成不同密度的制品,性能可在一定范围内变化。 碎泡沫的粘结配方可多种多样,下面举几个代表性配方例。 例1:由聚氧化丙烯二醇及过量TDI制备NCO含量31.1%的聚氨酯预聚体作粘合剂,喷洒到

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