聚氨酯胶粘剂的原理

单组份聚氨酯胶的固化原理有哪些~

单组份聚氨酯胶的固化原理都是体系中的异氰酸酯基团与体系内或者体系外含活泼氢的物质发生反应，生成聚氨酯基团或者聚脲，从而使得体系强度大大提高而实现粘接的目的。
聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团（－NHCOO－）或异氰酸酯基（－NCO）的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂分为多异氰酸酯和聚氨酯两大类。多异氰酸酯分子链中含有异氰基（-NCO）和氨基甲酸酯基（-NH-COO-），故聚氨酯胶粘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。
恪诺化工聚氨酯胶粘剂具有高固体含量、低粘度、工艺适用性好、粘合力强、无毒等优点是适用于铝箔(OPA)，预处理过的聚乙烯(HDPE,LDPE)、聚丙烯(OPP，CPP)、聚酯(PET)、聚酰胺(PA,ONY)薄膜，喷涂金属的薄膜，玻璃纸之间复合的双组份溶剂型聚氨酯类粘合剂。

导语：21世纪的人们的生活变得越来越便利，这都是因为生活中有很多的新的发明，而这些具有高功能的发明都离不开新原料的发明，聚氨酯胶粘剂无疑就是最好的例子。聚氨酯胶粘剂用途十分广泛，无论在我们的日常生活中还是在制造型企业中都有着很大的用途，并且十分重要，下面就让小编为大家介绍一下聚氨酯胶粘剂的相关背景知识以及工艺介绍。



　　背景介绍:聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异氰酸酯基(-NCO)的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂分为多异氰酸酯和聚氨酯两大类。多异氰酸酯分子链中含有异氰基(-NCO)和氨基甲酸酯基(-NH-COO-)，故聚氨酯胶粘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。



　　施工工艺：
　　1.表面处理:被粘物表面常常存在着油脂､灰尘等弱界面层，受其影响，建立在弱界面层上的粘接所得粘接强度不易提高。对那些与胶粘剂表面张力不匹配的基材表面，还必须进行化学处理。
　　2.清洗脱脂;一般是用含表面活性剂及有机溶剂的碱水进行清洗，再水洗干燥，或用有机溶剂(如丙酮､四氯化碳､乙醇等)直接清洗。对有锈迹的金属一般要先用砂纸､钢丝刷除去表面铁锈。
　　3.粗糙化处理:对光滑表面一般须进行粗糙化处理，以增加胶与基材的接触面积。胶粘剂渗入基材表面凹隙或孔隙中，固化后起“钉子､钩子､棒子”似的嵌定作用，可牢固地把基材粘在一起。
　　4.金属表面化学处理:对金属表面可同时进行除锈､脱脂､轻微腐蚀处理，可用的处理剂很多。一般是酸性处理液。



　　5.塑料及橡胶的表面化学处理:多数极性塑料及橡胶只须对表面进行粗糙化处理及溶剂脱脂处理。不过聚烯烃表面能很低，可采用化学方法等增加其表面极性，有溶液氧化法､电晕法､氧化焰法等。
　　6.上底涂剂:为了改善粘接性能，可在已处理好的基材表面涂一层很薄的底涂剂(底胶)，底涂还可保护刚处理的被粘物表面免受腐蚀和污染，延长存放时间。
　　7.胶粘剂的配制:单组分聚氨酯胶粘剂一般不需配制，可按操作要求直接使用，这也是单组分胶的使用方便之处。对于双组分或多组分聚氨酯胶，应按说明书要求配制，若知道组分的羟基含量及异氰酸酯基的含量，各组分配比可通过化学计算而确定，异氰酸酯指数R=NCO/OH一般在0.5—1.4范围。加入催化剂能加快胶的固化速度。固化催化剂一般是有机锡类化合物。
　　8.粘接施工:
a.涂胶:涂布(上胶)的方法有喷涂､刷涂､浸涂､辊涂等，一般根据胶的类型､粘度及生产要求而决定，关键是保证胶层均匀､无气泡､无缺胶。
b.晾置:对于溶剂型聚氨酯胶粘剂来说，涂好胶后需晾置几分钟到数十分钟，使胶粘剂中的溶剂大部分挥发，这有利于提高初粘力。必要时还要适当加热，进行鼓风干燥(如复合薄膜层压工艺)。否则，由于大量溶剂残留在胶中，固化过程容易在胶层中形成气泡，影响粘接质量。对于无溶剂聚氨酯胶粘剂来说，涂胶后即可将被粘物贴合。
c.粘接:这一步骤是将已涂过胶的被粘物粘接面贴合起来，也可使用夹具固定粘接件，保证粘接面完全贴合定位，必要时施加一定的压力，使胶粘剂更好地产生塑性流动，以浸润被粘物表面，使胶粘剂与基材表面达到最大接触。



　　9.胶粘剂的固化：大多数聚氨酯胶粘剂在粘接时不立即具有较高的粘接强度，还需进行固化。所谓固化就是指液态胶粘剂变成固体的过程，固化过程也包括后熟化，即初步固化后的胶粘剂中的可反应基团进一步反应或产生结晶，获得最终固化强度。对于聚氨酯胶粘剂来说，固化过程是使胶中NCO基团反应完全，或使溶剂挥发完全､聚氨酯分子链结晶，使胶粘剂与基材产生足够高的粘接力的过程。
　　以上就是小编为大家介绍的聚氨酯胶粘剂的相关介绍，聚氨酯胶粘剂有很多的优点，比如：耐水、初粘力大、耐冻融、耐较高温度等，正是由于这些优点，人们才会离不开它，它也才会在我们的生活中变得越来越重要。聚氨酯胶粘剂按照不同的方式有不同的分类，比如：按照反应组成和用途等。小编的介绍已经完毕了，希望能够帮助到需要帮助的人们。

系统中的异氰酸酯基团与体系中的物质反应或在体系外含有活性氢，形成聚氨酯基团或聚脲，从而大大提高体系的强度，达到粘合的目的。

金属、玻璃、陶瓷等的粘接：

金属、玻璃等物质表面张力很高，属于高能表面。在PU胶固化物中含有内聚能较高的氨酯键和脲键，在一定条件下能在粘接面上聚集，形成高表面张力粘接层。一般来说，PU胶黏剂中极性基团含量高，胶黏层坚韧，能与金属、玻璃等硬基材很好地匹配，粘接强度较高。

含NCO基团的粘合剂与金属的粘合机理如下：

吸附水通常存在于金属表面上（即使在抛光金属表面上存在少量吸附水或金属氧化物水合物），由NCO与水和金属氧化物反应形成的脲键被螯合通过氢键形成酰基。脲 - 金属氧化物配合物，NCO基团也可以与金属水合物等形成共价键。

在不存在反应性NCO的情况下，在金属表面水合物和金属原子与聚氨酯中的氨基甲酸酯键和脲键之间产生范德华力氢键。金属表面组合物相对复杂，并且在PU胶之间形成的各种化学键或二级键（例如氢键）的类型也是复杂的。

无机材料如玻璃，板岩和陶瓷通常由诸如氧化铝，二氧化硅和氧化钙的组分组成，并且表面还含有吸附的水和羟基，并且键合机制与金属的键合机制基本相同。

扩展资料：

用于聚氨酯预聚物的合成原料主要是低聚物多元醇和二异氰酸酯。低聚物多元醇通常分为两类：聚醚多元醇和聚酯多元醇。由聚醚多元醇制备的预聚物具有良好的水解稳定性，良好的柔韧性和伸长率，以及耐低温性。好;聚酯多元醇型预聚合具有大的内聚力和高的粘合强度。

聚氨酯胶粘剂使用方法

该化学固体聚氨酯胶粘剂具有固含量高，粘度低，工艺适用性强，附着力强，无毒等优点。适用于铝箔（OPA），预处理聚乙烯（HDPE，LDPE），聚丙烯（OPP） ，CPP），聚酯（PET），聚酰胺（PA，ONY）薄膜，金属化薄膜，双组分溶剂型聚氨酯粘合剂，在玻璃纸之间复合。

参考资料：百度百科-聚氨酯胶粘剂

一、金属、玻璃、陶瓷等的粘接
　　金属、玻璃等物质表面张力很高，属于高能表面，在聚氨酯胶粘剂固化物中含有内聚能较高的氨酯键和脲键，在一定条件下能在粘接面上聚集，形成高表面张力胶粘层。一般来说，胶粘剂中异氰酸酯或其衍生物百分含量越高，胶粘层的表面张力越大，胶越坚韧，能与金属等基材很好地匹配，粘接强度一般较高。
　　1、含－NCO基团的胶粘剂对金属的粘接机理如下：
　　金属表面一般存在着吸附水（即使经过打磨处理的金属表面也存在微量的吸附水或金属氧化物水合物），－NCO与水反应生成的脲键与金属氧化物之间由于氢键而螯合形成酰脲—金属氧化物络合物，－NCO基团还能与金属水合物形成共价键等。
　　2、在无－NCO场合，金属表面水合物及金属原子与氨酯键及脲键之间产生范德华力和氢键，并且以TDI、MDI为基础的聚氨酯胶粘剂含苯环，具有冗电子体系，能与金属形成配价键。金属表面成分较为复杂，与聚氨酯胶之间形成的各种化学键或次价键（如氢键）的类型也很复杂。
　　3、玻璃石板陶瓷等无机材料一般由SO2、CaO和Na2O等成分构成，表面也含吸附水羟基，粘接机理大致与金属相同。
二、塑料橡胶的粘接
　　橡胶的粘接一般选用多异氰酸酯胶粘剂或橡胶类胶粘剂改性的多异氰酸酯胶粘剂，胶粘剂中所含的有机溶剂能使橡胶表面溶胀，多异氰酸酯胶粘剂的分子量较小，可渗入橡胶表层内部，与橡胶中存在的活性氢发生反应，形成共价键。此外，多异氰酸酯还会与潮气反应生成脲基或缩二脲，并且在加热固化时异氰酸酯会发生自聚，形成交联结构，与橡胶分子交联网络形成聚合物交联互穿网络（IPI），因而胶粘层具有良好的物理性能。使用普通的聚氨酯胶粘剂粘接橡胶时，由于各材料基团之间的化学及物理作用，也能产生良好的粘接。
　　PVC、PET、FRP等塑料表面的极性基团能与胶粘剂中的氨酯键、酯键、醚键等基团形成氢键，形成有一定粘接强度的接头。有人认为玻纤增强塑料（FRP）中含－OH基团，其中表面的－OH与聚氨酯胶粘剂中的－NCO反应形成化学粘接力。
　　非极性塑料如PE、PP等，其表面极性很低，若使用极性的聚氨酯胶粘剂粘接，则可能会遇到困难，这一问题可通过多种方法对聚烯烃塑料进行表面处理加以解决。常用的处理办法有两种：一种办法是用电晕处理，使其表面发生氧化，从而增加极性；另一种办法是在被粘的塑料表面上采用多异氰酸酯胶粘剂等作为增粘涂层剂（底涂剂底胶）。如熔融凹挤出薄膜，在PET等塑料薄膜上进行挤出复合时，由于表面存在低聚合度的弱界面层，致使粘接强度不理想，使用底胶时，多异氰酸酯在热的聚乙烯表面上扩散，从而使弱界面层发生强化，使得复合薄膜具备非常好的剥离强度。
三、织物木材等的粘接
　　织物木材等基材由纤维组成，而纤维具有一定的吸湿率，并且常含有醚键、酯键、酰胺键等极性键，以及羧基?羟基等。水和羟基容易与聚氨酯胶粘剂中的－NCO基团反应，形成牢固的氨酯键和脲键等化学键；而纤维中的极性基团与胶中的极性基团之间形成氢键，并且胶粘剂分子还容易渗入纤维之间。聚氨酯对于这类材料一般能形成牢固的粘接。
　　总之，无论哪种聚氨酯胶粘剂，都是体系中的异氰酸酯基团与体系内或者体系外含活泼氢的物质发生反应，生成聚氨酯基团或者聚脲，从而使得体系强度大大提高而实现粘接的目的。

无论哪种聚氨酯胶粘剂，都是体系中的异氰酸酯基团与体系内或者体系外含活泼氢的物质发生反应，生成聚氨酯基团或者聚脲，从而使得体系强度大大提高而实现粘接的目的。

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农泳复方： 聚氨酯胶水的固化原理是吸湿固化,吸收空气中的水分子,温度的高低也对其固化有影响,温度在一定范围内升高有助于加速固化.有条件的话放置在恒温恒湿的环境下,可缩短固化时间.请参考.