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(lèi)添加劑（如熱塑性樹(shù)脂、填料、催化劑、抗氧劑、增粘樹(shù)脂等）制備而成。加熱后膠粘劑熔融,并流動(dòng)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(lái)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(jiān)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(guó)內(nèi)外PUR基礎(chǔ)合成研究進(jìn)展
國(guó)內(nèi)在PUR熱熔膠開(kāi)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(shí)的黏度穩(wěn)定性，降低成本并簡(jiǎn)化生產(chǎn)及配制工藝，提高成膜性和初粘性，減少定位時(shí)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(chǎng)的推進(jìn)，國(guó)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(jī)。
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(shù)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(guò)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(shí)間和原料配比等因素對(duì)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(shí)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(shù)脂為丙烯酸酯樹(shù)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(duì)PUR的影響，結(jié)果表明：PEDA加入量為7%時(shí)，PUR熱熔膠的開(kāi)放時(shí)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(shí)，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(shí)，趨于重復(fù)鏈段的裂解；隨裂解溫度升高，按苯酐類(lèi)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(chē)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(guò)率，其膠膜只能透過(guò)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(guò)。
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(duì)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(duì)于預(yù)聚體質(zhì)量而言）時(shí)，制得的PUR熱熔膠具有相對(duì)較好的綜合性能；其對(duì)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(zhǎng)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(duì)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(shí)，制得的熱熔膠具有較高的軟化點(diǎn)和固化速度。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者大多通過(guò)原料的選取和配比的不同或是工藝的變化來(lái)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(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，因此對(duì)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(zhǎng)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(guó)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.
本文來(lái)源：雷云飛. PUR熱熔膠研究進(jìn)展[J]. 粘接 1001-5922（2017）12-0057-05
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