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8 聚氨酯胶粘剂 8.1 概述 聚氨酯胶粘剂(Polyurethane Adhesive)是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(—NHCOO—)和/或异氰酸酯基(—NCO)的胶粘剂。它具有优异的性能，且应用领域广泛。德国Bayer公司的聚氨酯胶粘剂专家Gunter Festel指出：聚氨酯胶粘剂的多样性几乎为每一种粘接难题都准备了解决的方法。 目前合成异氰酸酯的方法虽有27种之多，但是100多年 来，工业化合成异氰酸酯的方法仍是伯胺光气法，其他的 合成方法仍处于试验或中试阶段。近年来硝基化合物和一 氧化碳在高温高压催化下合成异氰酸酯的方法有望成为新 的工业化合成方法。 1. 聚氨酯胶粘剂的特点 （1）优点 ① 聚氨酯胶粘剂因含有极性很强、化学活泼性很高的 异氰酸酯基和氨酯基，它与含有活泼氢的材料，如泡沫塑 料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、 玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有着优良的化学胶 接力。 ② 调节聚氨酯树脂的配方可控制分子链中软缎与硬段 比例及结构，制成不同硬度和伸长率的胶粘剂。 ③ 可加热固化，也可以室温固化。 ④ 固化属于加聚反应，没有副产物产生，因此不易使胶合层产生缺陷。 ⑤ 低温和超低温性能特别优良，超过所有其他类型的胶粘剂。其胶合层可在-196℃ ，甚至-253 ℃下使用。 ⑥ 具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶剂、耐化学药品、耐臭氧及防霉菌等性能。 （2）缺点 在高温、高湿下易水解而降低胶合强度。 （2）缺点 在高温、高湿下易水解而降低胶合强度。 2. 聚氨酯胶粘剂的分类 聚氨酯胶粘剂的类型和品种很多，其分类方法也很多， 一般可按照反应组成、溶剂形态、包装、用途、固化方式 等方法分类。 （1）按照反应组分进行分类 ① 多异氰酸酯胶粘剂 （单体胶粘剂） 指以多异氰酸酯小分子直接作为胶粘剂。由于异氰酸酯分子体积小且又溶于有机溶液中，故此类胶粘剂很容易渗透到一些多孔性材料中而进一步提高胶接强度。它能和被胶接物表面的水分及含水氧化物反应导致界面间产生化学键，如与纤维素中的结合水反应生成脲。但其毒性大、柔韧性差，不适用于结构件的胶接。 （1）按照反应组分进行分类 ② 含异氰酸酯基聚氨酯胶粘剂 主要组成含异氰酸酯基聚氨酯预聚体，多异氰酸酯和 多羟基化合物的反应生成物。是聚氨酯胶粘剂中最重要的 一部分，有单组分、双组分、溶剂型、无溶剂型等类型。 （1）按照反应组分进行分类 ③ 含羟基聚氨酯胶粘剂 含羟基的线型聚氨酯聚合物，由二异氰酸酯与二官能度 的聚酯或聚醚反应生成。 属双组分胶粘剂 （2）按照溶剂形态进行分类 ① 溶剂型聚氨酯胶粘剂 ② 水性聚氨酯胶粘剂 （乳液胶粘剂） ③ 无溶剂型聚氨酯胶粘剂 （活性溶剂，固体型，热熔胶等） （3）按照组分进行分类 ① 单组分聚氨酯胶粘剂 溶剂型：是高分子量的热塑性聚氨酯溶剂型溶液。 湿气固化型：是由聚酯多元醇或聚醚多元醇和二异氰酸 酯合成的-NCO封端的聚氨酯预聚体. ② 双组分聚氨酯胶粘剂 （API、醇+预聚体） 是由端-OH基的多元醇（主剂）组分和聚异氰酸酯 （固化剂），或端-NCO基的聚氨酯预聚体（主剂）的组 分和多元醇（固化剂）构成。 （4）按照固化方式进行分类 ① 热固性聚氨酯胶粘剂 ② 常温固化型聚氨酯胶粘剂 ③ 湿固化型聚氨酯胶粘剂 ④ 紫外光固化型聚氨酯胶粘剂 （5） 按照用途进行分类 通用型聚氨酯胶粘剂、食品包装用聚氨酯胶粘剂、鞋用 聚氨酯胶粘剂、木材加工用聚氨酯胶粘剂、建筑用聚氨酯 胶粘剂、结构用聚氨酯胶粘剂等。 8.2 聚氨酯胶粘剂的原料 无论是异氰酸酯胶粘剂，还是聚氨基甲酸酯胶粘剂， 都需要异氰酸酯单体。异氰酸酯（Isocyanate）是一大类 含有异氰酸基（—N=C=O）的有机化合物。异氰酸酯基由 于其累积双键和碳原子两边的电负性很大的氮氧原子作 用，使之具有很高的反应活性，能与绝大多数含活泼氢的 物质发生反应。 常用的异氰酸酯主要有芳香族类和脂肪类两种。芳香 族类的主要有：TDI（2, 4—甲苯二异氰酸酯或2, 6—甲苯 二异氰酸酯）、MDI（二苯基甲烷- 4, 4’二异氰酸酯）、 NDI （1, 5—萘二异氰酸酯）、PAPI（多亚甲基多苯基多 异氰酸酯）等； 脂肪族类的主要有：HDI（六亚甲基二异氰酸酯）、HMDI（二环己基甲烷- 4, 4’-二异氰酸酯）、IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）等。 由于TDI价格较低而且在2, 4—甲苯二异氰酸酯中两个不同位置的异氰酸根活性差异很大，有利于化学反应中的分子设计，应用较为广泛。 MDI比TDI制备的异氰酸酯具有较高的模量和撕裂强度，因为