PUR熱熔膠基礎(chǔ)合成研究進(jìn)展
1. PUR組成結(jié)構(gòu)分析
PUR熱熔膠是以-NCO端基預(yù)聚體為基料，添加不與-NCO發(fā)生反應(yīng)的各類添加劑（如熱塑性樹脂、填料、催化劑、抗氧劑、增粘樹脂等）制備而成。加熱后膠粘劑熔融,并流動分散涂覆于基材表面，被粘物粘合后冷卻并形成粘接。基材表面含微量水分或其他含活潑氫的化合物或空氣中的濕氣，與異氰酸根（-NCO）反應(yīng)擴(kuò)鏈，從而生成具有交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)聚力大的聚合物，進(jìn)一步增強(qiáng)了粘接力[1]。
從分子組成來看，PUR熱熔膠以異氰酸酯與多元醇為主要原料，在一定條件下合成具有一定分子質(zhì)量的預(yù)聚物。該預(yù)聚物主要由硬段和軟段組成，硬段主要是指氨基甲酸酯、脲鍵等，軟段主要是指多元醇，這樣的結(jié)構(gòu)使得PUR材料膠膜堅韌，耐沖擊，撓曲性好及剝離強(qiáng)度高，具有良好的耐低溫性能、彈性、耐溶劑性、耐疲勞性和耐磨性等優(yōu)點(diǎn)[2]。
2. 國內(nèi)外PUR基礎(chǔ)合成研究進(jìn)展
國內(nèi)在PUR熱熔膠開發(fā)方面做了大量的研究工作。例如：如何降低熔融黏度以及熔融溫度，提高熔融時的黏度穩(wěn)定性，降低成本并簡化生產(chǎn)及配制工藝，提高成膜性和初粘性，減少定位時間，以及如何使制品具有良好的低蠕變性、耐水解性、柔韌性、透濕防水性、耐化學(xué)品性和力學(xué)性能等。近幾年隨著市場的推進(jìn)，國內(nèi)有關(guān)公司在PUR熱熔膠的改善與改性方面也是取得了顯著的成績。
濕固化聚氨酯熱熔膠合成的原料主要有多元異氰酸酯、低聚物多元醇、溶劑、催化劑、擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑、增粘樹脂、抗氧劑和填料等，依據(jù)不同的配比，有不同的合成方法。
曹盛[3]通過本體聚合反應(yīng)制備PUR熱熔膠，考查了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和原料配比等因素對PUR熱熔膠綜合性能的影響。獲得了PUR熱熔膠的適宜合成工藝條件：反應(yīng)溫度和時間分別為85℃和2h，聚酯PHA/聚醚PPG二元醇物質(zhì)的量比為6/4， 異氰酸酯為MDI，催化劑用量為0.8%，增粘樹脂為丙烯酸酯樹脂，擴(kuò)鏈劑用量為1.0%，填料用量為1.2%。研究了季戊四醇二丙烯酸酯PEDA量對PUR的影響，結(jié)果表明：PEDA加入量為7%時，PUR熱熔膠的開放時間、粘接強(qiáng)度、熔融黏度等綜合性能最優(yōu)異。PUR熱熔膠固化后失重的起始溫度比固化前提高了50℃；低溫區(qū)裂解時，更多體現(xiàn)出原始的小分子構(gòu)型，這些小分子構(gòu)成了大量的裂解“指紋”片段，高溫區(qū)裂解時，趨于重復(fù)鏈段的裂解；隨裂解溫度升高，按苯酐類聚酯多元醇、MDI、脂肪族聚酯多元醇順序裂解。
Rosenberg S A[4]等以聚丙二醇（PPG）及氧化聚乙烯三醇的共混物為軟段，4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）為硬段，用鄰苯二甲酸二異葵酯（DIDP）及雙（2,2-嗎琳乙基）醚（DMDEE）作為復(fù)合催化劑，制備了濕固化聚氨酯熱熔膠。這種膠在5℃、濕度50%條件下固化1h，其拉伸剪切強(qiáng)度可達(dá)3MPa，常被用于汽車擋風(fēng)玻璃的粘接。
Song Z[5]等則研制了一種單組分的濕固化聚氨酯熱熔膠。該膠具有較高的水汽透過率，其膠膜只能透過空氣和水汽，其他物質(zhì)，如污物、有機(jī)物及表面活性物質(zhì)等很難通過。
徐新輝[6]等以聚酯多元醇、聚醚多元醇和MDI等為主要原料，以炭黑為填料，制備了PUR熱熔膠，并對其耐老化性能等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)W(-NCO)=2.8%、W(炭黑)=1.5%（均相對于預(yù)聚體質(zhì)量而言）時，制得的PUR熱熔膠具有相對較好的綜合性能；其對PC（聚碳酸酯）基材的180°剝離強(qiáng)度為800N/25mm、剪切強(qiáng)度為7.02MPa，斷裂伸長率為800.5%，并且其耐水解性、耐熱老化性能和耐濕老化性能（180°剝離強(qiáng)度為590N/25mm）俱佳。
劉尚蓮[7]以聚醚210、異佛爾酮二異氰酸酯為原料，在催化劑條件下，以1,4-丁二醇、水和乙二胺為擴(kuò)鏈劑，采用預(yù)聚法制備以-NCO封端的反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠。研究了反應(yīng)溫度、攪拌強(qiáng)度和脫泡等條件對熱熔膠性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)預(yù)聚反應(yīng)溫度為80～85℃，反應(yīng)3h后脫泡，1,4-丁二醇、水和乙二胺混合物為擴(kuò)鏈劑，n（-NCO）/n（-OH）=4、w（-NCO）=4%時，制得的熱熔膠具有較高的軟化點(diǎn)和固化速度。國內(nèi)外的學(xué)者大多通過原料的選取和配比的不同或是工藝的變化來合成性能不同的濕固化聚氨酯熱熔膠，由于在合成的方法上并沒有本質(zhì)的區(qū)別，因此對現(xiàn)有PUR熱熔膠的改性成為研究的重點(diǎn)方向。
3. 參考文獻(xiàn)
[1]李紹雄,劉益軍.聚氨酯膠粘劑[M] .北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1998.
[2]閻利民,朱長春,宋文生.聚氨酯膠粘劑[J] .化學(xué)與黏合,2009,31(5) : 53-56.
[3]曹盛.濕固化聚氨酯熱熔膠的制備與改性研究[D] .上海:華東理工大學(xué), 2016.
[4]Rosenberg S A,Yao H,Bove T,et al.Polyurethane
Adhesive for windshield applications[P] . US 7226523, 2007-06-05.
[5] Song Z, Li Y, Smith J D, et al. Reactive polyurethane hot melt adhesive[P].US 155859A 2007.
[6]徐新輝.耐老化型濕固化聚氨酯熱熔膠的研究及性能表征[J] .中國膠粘劑, 2016,25 (11):37-39 .
[7]劉尚蓮.反應(yīng)型熱熔聚氨酯的合成[J]. 山東化工, 2012, 41(10):15-17.更多濾芯膠請訪問www.jbmtpc.com
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