聚氨酯粘合剂粘接原理介绍

多异氰酸酯分子链中含有异氰基（-NCO）和氨基甲酸酯基（-NH-COO-），故聚氨酯粘合剂表现出高度的活性与极性。与含有活泼氢的基材，如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料，以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力。无论哪种聚氨酯粘合剂，都是异氰酸酯发生化学反应而固化的。

    聚氨酯粘合剂具备优异的抗剪切强度和抗冲击特性，适用于各种结构性粘合领域，并具备优异的柔韧特性。 　　

    聚氨酯粘合剂具备优异的橡胶特性，能适应不同热膨胀系数基材的粘合，它在基材之间形成具有软-硬过渡层，不仅粘接力强，同时还具有优异的缓冲、减震功能。 聚氨酯粘合剂的低温和超低温性能超过所有其他类型的粘合剂。 　

（一）通用型双组分聚氨酯胶粘剂

   

    通用型双组分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)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。

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用途

   

    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。

（2）鞋用聚氨酯的性能

    鞋用聚氨酯粘合剂与其他聚氨酯粘合剂一样，具有卓越的低温性能、低的固化温度、优良的柔性、耐冲击性、对许多材料的浸润性和粘接性。因此，它常用于要求常温、快速固化以及柔软性的场合，特别适用于粘接具有不同膨胀系数的异种材料。

   

    制鞋用粘合剂的性能要求因鞋材、鞋型和粘接工艺的不同而异，但从整体而言，鞋用粘合剂应具备下列性能：

   

   (1)对异种材质、不同结晶性材质具有足够的粘接强度，是剥离强度要高；

   (2)粘接初粘性高，适应制鞋生产线的要求；尤其是剥离强度要高；

   

   (3)施胶工艺简便，易于操作，使用期可调，适应制鞋生产线的需要；

   

   (4)具有适度的耐热性、足够的耐水性和粘接耐久性。鞋用聚氨酯粘合剂都能满足以上的要求，其初粘性能比氯丁粘合剂要差些，但目前国内外研究者都提出提高初粘性改进的方法，已基本解决。

   

（3）水性聚氨酯粘合剂

   水性聚氨酯粘合剂具有低VOC含量、低或无环境污染、不燃等特点，是聚氨酯胶粘剂的重点发展方向。 　　

   

    聚氨酯粘合剂的多样性为许多粘接难题都准备了解决的方法，且特别适用于其他类型胶粘剂不能粘接或粘接有困难的地方。

   

    此外，聚氨酯粘合剂还具有韧性可调节、粘合工艺简便、极佳的耐低温性能以及优良的稳定性等等特性。正是由于聚氨酯粘合剂这种优良的粘接性能和对多种基材的粘接适应性，使其应用领域不断扩大，在国内外近年来成为发展最快的粘合剂。 　　

聚氨酯粘合剂的用途   聚氨酯粘合剂是目前正在迅猛发展的聚氨酯树脂的一个重要组成部分，具有优异的性能，在许多方面都得到了广泛的应用，是八大合成粘合剂中的重要品种之一。      聚氨酯粘合剂具备优异的抗剪切强度和抗冲击特性，适用于各种结构性粘合领域，并具备优异的柔韧特性。聚氨酯粘合剂具备优异的橡胶特性，能适应不同热膨胀系数基材的粘合，它在基材之间形成具有软-硬过渡层，不仅粘接力强，同时还具有优异的缓冲、减震功能。聚氨酯粘合剂的低温和超低温性能超过所有其他类型的粘合剂。聚氨酯粘合剂的多样性为许多粘接难题都准备了解决的方法，且特别适用于其他类型粘合剂不能粘接或粘接有困难的地方。 （1）生活用品中的应用 与塑料薄膜具有良好接着性的聚氨酯树脂被用作食品包装用胶粘剂。还有在 净水器的密封材、尿布及生理用品等方面的应用，作为各种鞋的胶黏剂发挥着举足轻重的作用。 （2）电子用品           促进电子工业的发展也是聚氨酯的使命。具有优良耐磨耗性及附着性的聚氨酯胶粘剂在录音/录像带、电脑用磁盘及IC卡和电子乘车票等制造过程中，被作为各种记录媒体磁性材料的粘接剂，使记录密度得 到提高。此外，聚氨酯绝缘密封清漆被用于制造漆包线。紫外线（UV）固化型聚氨酯被制成光纤电缆。近年，聚氨酯胶粘剂还被应用于移动电话的印刷线路等方 面，并不断地被进一步开发应用以适应时代要求。 （3）铁路建设上的应用     无砟轨道铺设（高铁工程技术的发展方向）用胶将以国产聚氨酯胶粘剂产品为主,单轨每5米嵌入一个凸型挡台,每个挡台两边各需灌注聚氨酯胶粘剂约17.8kg,每公里双轨无砟轨道建设需聚氨酯灌封胶粘剂7吨以上。除了在铁路铺设方面外，高速列车的生产对于聚氨酯胶粘剂的使用需求也大大增加，聚氨酯在车辆上承担着玻璃粘接、地板粘接、嵌缝填充、密封防水等各种必不可少的作用，在车辆上，按照动车组CRH3为基础，单节车厢用聚氨酯胶约84.07L折算约合为109.3Kg，主要应用于车窗玻璃的粘接密封及部分填充部位的密封。

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