在聚氨酯雙組份粘合劑中,其主劑通常是含有羥基(一OH)的低聚物多元醇與多異氰酸酯的聚合物,而固化劑則通常是含有異氰酸酯基(一NCO)的多異氰酸酯與含有活性氫多元醇類的加成物,或是多異氰酸酯的自聚物。在使用時(shí),兩組份按比例混合后,主劑的一oH基與固化劑的一NCO基進(jìn)一步氨酯化反應(yīng),進(jìn)一步擴(kuò)鏈反應(yīng)生成網(wǎng)狀高分子結(jié)構(gòu),形成牢固的粘接層,達(dá)到連接兩基材的目的。前面在主劑篇中曾講到,主劑可以看做是一個(gè)軟、硬段相間的嵌段共聚物。此時(shí),如果將主劑整體比做軟段,固化劑則可視為硬段,雙組份反應(yīng)就是又一次的嵌段共聚。因此,仍然存在著一個(gè)固化劑品種的選擇,軟、硬段嵌段比例確定 (RH A、B組份的配比)的問題。下面分別敘述固化劑品種對(duì)性能的影響。
在固化劑配方設(shè)計(jì)中,其反應(yīng)機(jī)理也是異氰酸酯基(一NCO)與含活性氫羥基(一OH)反應(yīng),而選擇用來做固化劑的含羥基多元醇通常是三官能度的,目的是使之與主劑發(fā)生固化反應(yīng)時(shí)能形成網(wǎng)狀交聯(lián);但也可以選擇用二官能度多元醇,或是二、三官能度的混用,以調(diào)整粘合劑層的宏觀物理,I生能。投料時(shí)一NCO 與一OH 的官能團(tuán)比大于2,利用二異氰酸酯的兩個(gè)一NCO反應(yīng)活JI生不同,使之一個(gè)反應(yīng),一個(gè)保留到固化時(shí)再反應(yīng),從而形成網(wǎng)狀高分子粘合劑層。由于選擇的多元醇不同,異氰酸酯不同,因此,固化劑有很多種,比較常用的有:
1.低分子多元醇一一TDI加成物
2.縮二脲多異氰酸酯億學(xué)組成與性麓
3.三聚多異氰酸酯
4.多異氰酸酯預(yù)聚體
(1)低分子多元醇一TDIIH成物可用于生產(chǎn)這一類產(chǎn)品的低分子多元醇有很多種,多異氰酸酯也可以有多種選擇。多元醇如:三羥甲基丙烷、丙三醇、二甘醇、丁二醇等;二異氰酸酯如:甲苯二異氰酸酯(TDI)、已二異氰酸酯(HDI)、苯二甲撐二異氰酸~(XDI)、異佛爾酮二異氰酸酯等。加成時(shí),可以是一種醇的單獨(dú)加成物,也可以是兩種醇的混合加成物,也可以是二元、三元醇的混合加成物。三元加成物固化時(shí)發(fā)生的都是網(wǎng)狀交聯(lián),因此,成膜硬、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性好;二元的則是一線交聯(lián),成膜軟、機(jī)械強(qiáng)度及耐熱性稍差。因而可以根據(jù)使用,性能的要求選擇固化劑品種,調(diào)整網(wǎng)、線交聯(lián)比例。但因?yàn)橹圃旃に囯y易及
對(duì)原料的來源、成本的考慮,目前在雙組份聚氨酯粘合劑中采用的固化劑多為三
羥甲基丙烷的TDI加成物。它的綜合性能好,固化速度適中,產(chǎn)品清澈透明,貯存穩(wěn)定性好,成膜強(qiáng)度及耐熱性都能夠適應(yīng)軟包裝復(fù)合材料的要求。
(2)縮二脲多異氰酸酯
這類產(chǎn)品是由多異氰酸酯與水反應(yīng)生成的具有縮二脲結(jié)構(gòu)的三異氰酸酯,常見的產(chǎn)品主要有1、6一已二異氰酸酯與水的反應(yīng)產(chǎn)物,其化學(xué)反應(yīng)步驟為:第一步:異氰酸酯與水反應(yīng)生成胺;第二步:胺再與異氰酸酯反應(yīng)生成脲基二異氰酸酯第三步:脲基二異氰酸酯再與異氰酸酯反應(yīng)生產(chǎn)成縮二脲三異氰酸酯。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是成膜機(jī)械,I生能好、耐化學(xué)性好、耐光9 射、不泛黃,可用于使用要求不變黃的產(chǎn)品。
(3)三聚多異氰酸酯
這一類產(chǎn)品是利用多異氰酸酯本身的自聚反應(yīng)生產(chǎn)的。可以發(fā)生自聚反應(yīng)
的多異氰酸酯品種很多,如IITDI、MDI、HI)I、IPDI等,最常見的工業(yè)品是TDI的三聚物。另外:也有HDI和IPI)I的三聚物, 以及TDI—MDI、TDI—HDI、TD1一X1)I的混合三聚物。
三聚物固化劑的特點(diǎn)是比低分子醇加成物固化速度快、耐候、耐光9 射,而
混合三聚物的麗候、耐光9 射就更好一些。因此這一類固化劑更多的被應(yīng)用于
雙組份聚氨酯油漆中,而較少用于粘合劑中。
(4)多異氰酸酯預(yù)聚體
這一類固化劑的生成過程類似上篇談到的主劑的反應(yīng),既是多元醇與多異氰酸酯的反應(yīng),但此時(shí)多異氰酸酯是過量的,產(chǎn)物是含異氰酸酯基的預(yù)聚體。這類固化劑的特點(diǎn)是與主劑配比量大,混合液易均勻。
在市場(chǎng)上有的雙組份膠A、B組份重量比為1:1,當(dāng)屬此類固化劑的產(chǎn)品,在復(fù)合包裝中此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)不算太多見。
綜上所述,用于雙組份反應(yīng)型聚氨酯粘合劑固化劑的產(chǎn)品很多,可以有多種配方設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)根據(jù)使用性能要求來選擇固化劑品種,以達(dá)到最佳的固化性能。
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