聚氨酯胶粘剂的应用及制备研究

方超

天津市合成材料工业研究所有限公司 天津 300220

聚氨酯胶粘剂是一种在分子链中含有异氰酸酯基( - NCO)或者含有氨基甲酸酯基团( - NHCOO - )的胶粘剂[1]，是一种优良的黏接剂，以其经济性、质量高以及应用面广泛而广受好评。目前市面上的聚氨酯胶粘剂种类十分繁多。

表1 聚氨酯胶粘剂分类

如表1，聚氨酯胶粘剂按照不同的用途、不同的结构性质有不同的分类，广泛应用于各行各业。

1 聚氨酯胶粘剂的应用

1.1 在建筑行业的应用

聚氨酯胶粘剂是一种无毒害、低污染的胶粘剂，而且具有良好的耐低温、耐老化的特性，十分受建筑行业的欢迎。过去常用的木材胶粘剂含有大量甲醛，危害人们身体健康，而聚氨酯胶粘剂则没有这一缺点，它广泛应用在建筑行业用的PVC材料粘接、夹心板的生产以及建筑防水涂料等等。

1.2 在汽车行业的应用

随着我国经济快速发展，汽车已进入千家万户，而汽车结构中又需要大量的金属、塑料、复合材料、玻璃等等，这就造成汽车用的胶粘剂的需求量持续增长。特别是玻璃这一方面，在汽车上应用最为广泛的聚氨酯胶粘剂主要有装配挡风玻璃内装件用双组分聚氨酯胶粘剂及水性聚氨酯胶、片状模塑复合材料的结构胶粘剂、用单组分湿固化聚氨酯密封胶、粘接玻璃纤维增强塑料等等。我国地域广阔，不同地域气候环境也不尽相同，而列车行驶又是长途远征，特别是西藏等高海拔地域，这要求聚氨酯胶粘剂必须要有对环境气候良好的适应性，能克服避免湿热带来老化、光老化等问题，否则会造成严重的安全事故。而目前看来，在这方面的研究还应进行进一步的探索。

1.3 在包装方面的应用

软包装行业随着经济的快速发展使得规模不断扩大，又以其环保卫生、轻便易贮存等独特优良的综合性能，成为应用最广的一种包装用品。而聚氨酯胶粘剂由于其优异的性能，可将不同性质的薄膜材料粘接在一起，从而得到具有综合性质的耐寒、耐油、耐药品、耐磨等软包装用复合薄膜，目前在国内外各大市场中，聚氨酯胶粘剂已经成为软包装用复合薄膜加工的主要胶粘剂。

此外，随着制造业生产工艺的不断研究改进，以及人们环保意识的不断提高，高端的环保型胶粘剂的市场也具有十分广阔的前景[2]，政府及企业应该将目光投向这一领域，不断开发探索，以期在国际市场竞争中抢得先机。

1.4 在制鞋领域的应用

我国人口基数大，是一个鞋业大国；而我国同时也是一个农、工业大国，对于鞋子质量的要求一直在不断提高，鞋用胶粘剂的生产、发展，也在不断地更新换代。随着技术的不断成熟，人们环保意识不断提高，以及资源的不断减少，胶粘剂在经历3代发展以后 ，第4代以“环保无溶剂型”和“水基型”为主要创新点，在保证质量的同时，又不会对环境产生污染，更加不会破坏资源，这种新型鞋用胶粘剂的出现，使得我国聚氨酯胶粘剂研发技术更进一步。近些年来，我国水性聚氨酯的制备创新工艺已日趋成熟[1]。

2 聚氨酯胶粘剂的制备研究

2.1 封端型MDI水性聚氨酯胶粘剂

采用预聚法合成封端型水性聚氨酯乳液，后加入适量增稠剂制备胶粘剂，并施胶应用于PVC板材，然后对聚氨酯乳液及胶粘剂的结构和性能进行表征；研究结果表明：水性聚氨酯的合成率较高，结构中有明显的硬段和软段结构；MDI-50掺量的增大有助于拉伸强度、撕裂强度、吸水率以及胶合强度的提升，同时会减小胶粘剂的断裂伸长率。

2.2 单组分聚氨酯粉末胶粘剂

以聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇（PDA3000）为软段、以二异氰酸酯（IPDI、HDI）、1，4-丁二醇（BDO）和二羟甲基丙酸（DMPA）为硬段，合成聚氨酯预聚体；通过溶液聚合法将预聚体分散造粒，实现合成与造粒为一体，一步法制备单组分聚氨酯粉末胶粘剂。

2.3 双组分聚氨酯结构胶

采用蓖麻油、聚氧化丙烯二醇（PPG400）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI-50）为原料，合成了羟基封端聚氨酯预聚体；与双酚A改性聚氧化丙烯醚（BP-33）复配组合得到双组分聚氨酯胶粘剂的主剂，使用多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI）作为固化剂，再以m（主剂）∶m（固化剂）=4∶1的质量比混合后得到双组分聚氨酯结构胶。

我国关于聚氨酯胶粘剂的制备研究仍在发展阶段，虽已有了较大的进步，但是与国外发达国家相比，仍存在一定差距，仍需要继续探索[2]。

3 结束语

我国对于聚氨酯胶粘剂的探索研发开始于20世纪60年代，活跃于80年代，但与其他发达国家成熟的研发体系相比，我国聚氨酯胶粘剂的研究仍处于初步探索阶段，特别是在21世纪的今天，各行各业全面发展，而聚氨酯胶粘剂又广泛应用于各行业，因此，我国应该加深开发研究，探索更环保、无毒无害的聚氨酯胶粘剂，政府大力支持企业自主研究，使我国聚氨酯工业的发展更上一层楼。