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PUR熱熔膠固化機理、特點、應用及展望

來源:互聯網2025年01月25日

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反應型聚氨酯熱熔膠(PUR)一般以端異氰酸酯基(-NCO)聚氨酯預聚體作為基料,配以增粘樹脂、抗氧劑、催化劑、填料等制備而成。粘接時,膠黏劑加熱熔融成流體而涂敷施膠,兩種被粘體貼合后膠層冷卻凝聚馬上獲得初始粘接力;之后膠層中的活潑-NCO基團再與空氣中的濕氣、被粘物表面吸附的水分以及活潑氫基團反應,產生化學交聯固化,生成具有高內聚力的高分子聚合物,使粘合力、耐熱性等顯著提高。反應型聚氨酯熱熔膠既有熱熔膠黏劑無溶劑、初粘力高、裝配時定位迅速等特性,又有反應性膠黏劑的耐水、耐溫、耐蠕變、耐濕和耐介質等性能,自1984年出現以來,得到了迅速發展,并得到越來越廣泛的應用。

1 反應型聚氨酯熱熔膠的固化機理

反應型聚氨酯熱熔膠(PUR)固化過程分二個階段進行,分別為冷卻凝聚和濕固化。在第一個階段,PUR與普通熱塑性熱熔膠一樣,膠黏劑加熱熔融,施膠于基材上后,冷卻凝聚產生初粘強度;在濕固化階段,PUR中的-NCO主要與空氣中的濕氣發生擴鏈反應,其反應原理如下式:

PUR熱熔膠固化機理、特點、應用及展望

在該過程中,多異氰酸酯首先與水反應,生成不穩定的氨基甲酸,然后由氨基甲酸分解成二氧化碳及胺,最后,生成的胺與異氰酸酯繼續反應生成脲。其中,氨基甲酸酯鏈節(-NHCOO-)、脲鏈節(NHCONH-)具有很高的極性,形成聚氨酯分子鏈的剛性結構,從而使其具有高粘接強度,良好耐化學性、耐熱性、耐水解性,且可膠接物類型多、對油漆面等處理過的表面相容性好等性能。一般濕固化時要求空氣濕度為40%或以上,提高固化時的濕度,有利于充分反應,促進濕固化的進行,從而縮短固化時間,提高粘接強度。

2 反應型聚氨酯熱熔膠的特點

反應型聚氨酯熱熔膠的主要特點有:

(1)固體含量百分之百。PUR不含任何有機溶劑,不會造成環境污染,為綠色環保型膠黏劑;

(2)施工溫度低。PUR的熔融溫度低于一般的熱熔膠黏劑的使用溫度(170~200 ℃),在100~150 ℃即可施工,節省能耗,減輕施膠裝置的腐蝕性,特別適用于對熱敏感材料(如塑料等)的粘接;

(3)可形成快速粘接,粘接強度高。PUR粘接后無需膠帶或夾具固定,在短時間內即可將兩被粘體固定,故可快速將裝配件轉入下道加工工序,提高工效。同時,冷凝硬化后的膠黏劑在常溫下還可發生后續濕固化交聯反應,使粘接強度大幅提高;

(4)單組分包裝,使用方便。PUR使用時不需組配,無計量失誤之虞,可確保施工質量;

(5)性能優良。PUR濕固化后的交聯結構使其性能大幅度提高,具有優良的耐高低溫、耐水、耐化學品和耐溶劑性能。

3 反應型聚氨酯熱熔膠的應用

反應型聚氨酯熱熔膠以聚氨酯為基體材料,具有聚氨酯膠黏劑的通用特性,膠接范圍非常廣泛,不僅可以膠接多孔性的材料,如泡沫塑料、陶瓷、木材、織物等,而且可以膠接表面光潔的材料,如鋼、鋁、不銹鋼、金屬箔、玻璃、塑料、皮革以及橡膠等。PUR還具有相當高的內聚強度,可以根據需要調整原料的配比,以獲得從柔性至剛性的系列膠黏劑。總之,PUR是一種綜合性能優良的熱熔膠,可應用于汽車結構及零部件、紡織業及制鞋業、書籍無線裝訂、食品包裝業、木材加工及家具行業、建筑行業、電子及電器行業等,在需要快速定位,膠接件需耐高濕、較高溫度和較高外界壓力的場合均可采用反應型聚氨酯熱熔膠。

4 展望

反應型聚氨酯熱熔膠作為新一代性能優異的膠黏劑,有著廣闊的應用領域和發展前景,隨著它產業化的不斷推進,必將給膠黏劑應用領域帶來一次新的飛躍,在要求快速、自動、省力和無溶劑的生產線上,反應型聚氨酯熱熔膠正在逐步廣泛地開拓應用,不僅用作膠黏劑,也可用作密封劑。

來源:廣州市白云化工實業有限公司

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