双组分聚氨酯胶粘剂介绍及特点

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双组分聚氨酯胶粘剂介绍及特点双组分聚氨酯胶粘剂是聚氨酯胶粘剂中最重要的一个大类,用途广,用量大。通常 由甲、乙两个组分组成,两个组分是分开包装的,使用前按一定比例配制即可。甲组分(主 剂)为羟基组分,乙组分(固化剂)为含游离异氰酸酯基团的组分。也有的主剂为端基NCO的 聚氨酯预聚体,固化剂为低分子量多元醇或多元胺,甲组分和乙组分按一定比例混合生成聚 氨酯树脂。双组分聚氨酯胶粘剂具有以下特点。(1)属反应性的胶粘剂在两个组分混合后,发生交联反应,产生固化产物。(2)制备时,可以调节两组分的原料组成和分子量,使之在室温下有合适的粘度, 可制成高固含量或无溶剂双组分胶粘剂。(3)通常可室温固化,通过选择制备胶粘剂的原料或加入催化剂可凋节固化速度。 一般,双组分聚氨酯胶粘剂有较大的初粘合力,叫加热固化,其最终粘合强度比单组分胶粘 剂大,可以满足结构胶粘剂的要求。(4)两个组分的用量可在一定范围内调节,一般存在着一定容忍度。两组分的 NCO /0H摩尔比在一般情况下大于或等于1,当固化时,一部分NCO基团参与胶的固化反应,产 生化学粘合力,多余的 NC0 基团在加热固化时,还可产生脲基甲酸酯、缩二脲等,增加交联 度,提高了胶层的内聚强度和耐热性。对于无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂来说,因各组分起始 分子量不大,一般来说NCO / OH摩尔比等于或稍大于1,有利于固化完全,特别在粘合密封 件时,注意NCO组分不能过量太多。而对于溶剂型双组分胶粘剂来说,其主剂分子量较大, 初粘性能较好,两组分的用量可在较大范围内调节,NCO / OH摩尔比可小于1或大于1的数 倍。当NCO组分(固化剂)过量较多的场合,多异氰酸酯自聚形成坚韧的胶粘层,适合于硬材 料的粘接;在NCO组分用量少的场合,则胶层柔软,可用于皮革、织物等软材料的粘接。双组分聚氨酯胶粘剂自问世以来,由于具有性能可调节性、粘合强度大、粘接范围 广等优点,已成为聚氨酯胶粘剂中品种最多、产量最大的产品。通用型双组分聚氨酯胶粘剂通用型聚氨酯胶粘剂是以聚己二酸乙二醇酯为原料、以溶剂聚氨酯树脂为主成分 (甲组分),以三羟甲基丙烷一T1)I加成物为固化剂(乙组分)的双组分聚氨酯胶粘剂。通用 型双组分聚氨酯胶粘剂亦称 101-聚氨酯胶粘剂,是上海新光化工厂最早投入工业化生产、 至今仍是国内生产量最大的聚氨酯胶粘剂,国内用户达千家以上,主要用于绝缘材料、包装 材料、复合膜、多孔材料、深冷保护材料等的粘接。1. 产品规格通用型双组分聚氨酯胶粘剂要制订国家标准,目前正在起草行业标准,其主要技术 指标见表 1。表 1 通用型双组分聚氨酯胶粘剂产品的规格2. 胶粘剂的贮存通用型双组分聚氨酯胶粘剂组分中含有机溶剂(丙酮、醋酸乙酯等),按易燃品规定 贮运。乙组分中含活泼的异氰酸酯基团,要避免与水等活性基团物质接触。甲组分在冷天会 产生结晶或形成絮状沉淀,属正常物理变化,只须在温水中或采用适当的加热装置(避免明 火)温热即可熔化使用。甲、乙组分贮存时间分别为一年和半年。产品包装有听装和玻璃瓶 装两种。3. 使用方法双组分聚氨酯胶粘剂使用方法的好坏直接影响材料的粘合性能,在粘合前需注意甲 乙组分是否过期变质。尤其是乙组分,因容易发生缩聚反应而变质,宜在低温密闭条件下保 存。聚氨酯胶粘剂的施用一般分为表面处理、胶的配制与涂布、固定与固化以及整饰等步骤, 各步骤都要严格遵守操作规程,否则会影响粘接的质量。1使用方法(1)表面处理被粘合材料的表面在涂布胶粘剂前必须经去污、除锈、脱脂等处理, 一般用喷砂、砂轮、砂纸等方法除锈,用甲苯、丙酮、乙醇等溶剂脱脂去油渍。处理后要求 表面干燥、平整。铝-铝合金表面的处理可用零号砂布打毛和丙酮脱脂,放人65-70C重铬酸钠溶液 中浸渍30min,用水冲淋,在70C以下烘干备用。重铬酸钠溶液可用下列配方制备:重铬酸 钠:水:浓硫酸=7.5:65.2:27.3或30:176:50(质量份数)。低碳钢的表面用1号砂布打 毛,再用三氯乙烯脱脂后即可进行粘接。聚氯乙烯板与泡沫用三氯乙烯脱脂,层压板和玻璃 钢用零号砂布打毛。木材、纸张、皮带不平整、不清洁时均须进行表面处理。表面处理方法 对铝-铝材料粘合强度(剪切强度)的影响见表2。*铁锚-101胶,甲组分:乙组分= 100: 50(质量份数)。(2)胶液配制胶粘剂的配制视被粘材料的要求而定,甲、乙组分有不同的配比,而 且该胶粘剂还可以与它种胶粘剂混用。通用型双组分聚氨酯胶粘剂甲、乙组分的配比见表3。表3粘接各种材料用胶的配比若要加速固化时间,并使起始粘合力提高,在组分中可加入0.1-0.3的三乙醇 胺或二乙胺基乙醇。胶粘剂按甲、乙组分比例配制后即可使用。配好的胶粘剂在密闭条件下可贮存半天 到一天时间(25C),若按甲:乙=100: 50配制,贮存期就缩短至3-4h箱温度越高,贮存期越短;乙组分越多,固化速度越快;胶合层硬度越高,耐热性能也就越好。胶粘剂甲、乙组 分配比对粘合强度的影响见表4。表 4 甲、乙组分配比对粘合强度的影响*被粘材料为铝-铝合金。胶粘剂中加入一定量的填料可增加胶粘层的硬度以及耐热性,另外还可降低胶粘剂 的成本。加入填料量一般为10-20(质量份数),要求填料粒度要细,能均匀分散在胶粘 剂内。并要求填料要干燥而且易被胶粘剂润湿。填料添加量对铝铝粘合强度的影响见表5。表 5 填料添加量对铝-铝粘合强度的影响石英粉、铝粉、铁粉、石棉粉以及滑石粉等都可作为通用型聚氨酯胶粘剂的填料。(3)涂布与固化使用配好的胶液进行涂布时,可用油画笔将胶液涂在已处理的材料 表面,第一次涂胶后放置5-10min,再涂第二次,放置10-20min。然后,将被粘合的材料表 面贴合在一起,甲0.03-0.05MPa的压力使其固化,加压时间为数分钟至10h箱粘接件于室 温放置一昼夜即能达到较大的粘合强度,要达最高强度需3-5天。加温固化可缩短固化时间, 如100C时2h、130C时lh,其胶层可达到基本固化。粘接件在未固化前有一定的粘合力, 但此时切勿使用于湿热处。被粘材料的面积较大时可采用油漆用刷或用喷涂法进行施胶。固化温度对粘合强度 的影响见表 6,各种被粘材料的粘合条件见表7。表 6 固化温度对粘合强度的影响表 7 各种被粘材料的粘合条件4. 粘合性能通用型双组分聚氨酯胶粘剂对各种材料的粘合强度见表 8。铝-铝合金粘接件在各 种温度下具有的粘合强度见表9 。表 8 各种被粘材料的粘合强度 甲组分:乙组分:100: 100(质量份数)。 酚醛层压板。表 9 铝合金粘接件在各种温度下的粘合强度将硬聚氯乙烯以通用型双组分聚氨酯胶粘剂粘接后,于不同温度下分别浸入酸性与 碱性溶液中各 7 天后取出,测其剪切强度如表所示。浸入氢氧化钠溶液中,其胶粘剂膜呈粉 状,而浸入盐酸中者则发酥。将铝铝粘接的试样进行耐油、耐水解及耐湿热试验,其粘合性能的变化见表。从 耐油试验数据看来,汽油浸泡后者粘合力最高,冷水浸泡者次之,因此,可作为耐水解胶粘 剂,但不宜长期使用。然而,经过70C热老化以后,反而使粘合强度提高了,这说明在加 热条件下,聚氨酯胶粘剂固化得更好了。表 10 硬 PVC 硬 PVC 粘接件的耐腐蚀试验表 11 铝-铝合金粘接件耐油、耐水、耐湿热老化试验5. 改进型通用聚氨酯胶粘剂上述通用型双组分聚氨酯胶粘剂的生产操作中,存在问题是粘度较难控制,如不能 达到指标,则胶粘剂的初粘强度较差,给使用带来困难。另外,一般通用胶在冬天会产生结 晶或絮状体,需加热熔化后才能使用,因此给用户带来麻烦。经过制备方法的改进以及聚酯 多元醇结构的调整,解决了以上难题,制得深受用户欢迎的通用型双组分聚氨酯胶粘剂。1. 扩链法制备甲组分胶液聚己二酸乙二醇经真空脱水处理后,其水分含量达到 0.06以下。可按甲苯二 异氰酸酯(80/20)与聚酯多元醇的摩尔比(R指数)等于2.5,计算,TDI与聚酯多元醇的投料 量。TDI与聚酯多元醇的反应温度为90-95C,反应时间2h,按计算加入一缩乙二醇(二甘 醇)扩链剂、二月桂酸二丁基锡催化剂进行扩链反应,使其分子量(粘度)进一步增加,其中 溶剂添加量与添加方法参照上述制备方法进行。用扩链法制得甲组分胶液的粘度指标稳定, 而且可以通过添加扩链剂(二甘醇)的量来控制甲组分胶液的粘度指标。2低温不结晶的甲组分胶液用聚己二酸-乙二醇丙二醇代替聚己二酸乙二醇制备的甲组分胶液可在室温和零 度左右的低温下贮存而不会出现结晶体与絮状体,抗冻,不会结晶。在聚酯中乙二醇与丙二 醇的摩尔比是8:2或9:1。应用实例通用型双组分聚氨酯胶粘剂可应用于粘接金属(如铝、铁、钢等)、非金属(如陶瓷、 木材、皮革、塑料等)以及不同材料之间的粘接。通用型双组分聚氨酯胶粘剂大量用于制造 电机上应用的绝缘纸(聚酯薄膜-青壳纸复合)、纸塑复合(彩印纸-聚丙烯薄膜)、铁板-聚氨 酯泡沫体复合以及鬃刷的制造等,其他用途渗透到国民经济各领域。1机床导轨的维修采用镶嵌粘接塑料板法将塑料薄板粘在铸铁导轨上,制成塑料导轨,可解决机床导 轨的磨损。用铁锚-101聚氨酯胶,按甲组分:乙组分=100: 50(质量份数)配制胶液,在胶 液中拌入直径少为0.1mm、长为20mm的细铜丝,使导轨与塑料板之间保持足够空隙,不致 使胶液全部挤出。塑料板和铸铁导轨两个粘接面都需分别涂刷胶液两次,第一次涂刷 5min 后再涂第二次,待15-20min其胶层发粘有拉丝现象后,再将塑料板与导轨叠合,靠它的自 身的重量加压,因冬、夏温差大,会引起塑料膨胀或收缩,产生内应力而裂开,因此固化温度最好保持在20-25C之间,固化时间1-2天。2扬声器的粘接扬声器振动系统即纸盒、音圈和定位支架三者需粘在一起,特别是大功率扬声器振 动时振幅较大,故必须粘接牢固,因为直接关系到扬声器的使用寿命。特别是eiOOmm以上 的扬声器都用聚氨酯胶粘剂粘接。采用铁锚 -101 聚氨酯胶粘剂按甲组分:乙组分 =100: 30-35(质量份数)配胶,使用后可达到预期效果。扬声器音圈的粘接,胶液是用甲组分:乙 组分=100:25(质量份数)配制。3.在鬃刷产品上的应用通用型双组分聚氨酯胶粘剂是理想的鬃刷用胶粘剂。鬃刷的粘接是将鬃毛(猪鬃或 尼龙鬃等)、木片(木材)及刷壳(马口铁)三者粘接起来,要求表面封闭l-2mm,又要求渗透 6-9mm。常用胶液的配方为:甲组分100份、乙组分35份、滑石粉(2160目)30份。将配制 好的胶粘剂倒人刷壳内或使用鬃刷灌胶机进行灌封,灌封后晃动刷头使胶粘剂均匀,放置至 干凝(转入打毛不少于24h)。用该胶粘剂灌封后的刷鬃粘合强度大于130N,达到SG23681 猪鬃漆刷标准规定(98N),若在丙酮中浸泡24h后不脱鬃、不松动,则说明该胶符合要求。4高压强塑料风管的粘接修复钢丝绑札机是引进设备,高压强塑料风管的断裂常导致设备瘫痪,影响生产。采用 尼龙套管设计的对接、套接复合接头,既能满足0.8MPa压力的要求,又能避免尼龙套管的 膨胀问题。先将长100mm、内径2mm的尼龙套管及内壁12mm(外径)的高压塑料风管两端 头(长50mm的外壁)用砂布打磨粗糙,并用丙酮清洗干净,晾干后待粘。采用铁锚-101聚氨 酯胶粘剂,胶液按甲组分:乙组分=5: 1(质量份数)配制,先将断裂的高压强塑料风管一端 涂胶,胶层厚0.05-0.1mm,然后立即将尼龙套管插入高压塑料风管涂胶端,并左右旋转尼 龙套管,使胶均匀地粘附并填满尼龙套管内壁与高压塑料风管的间隙处,插入深度为尼龙套 管的一半(50mm)之高压塑料风管的另一端,按上述方法进行粘接,务使高压塑料风管两断面 基本吻合,于常温下固化48h,100C保持2h即可。修复的钢丝绑札机运行半年未见粘接异 常,证明粘接后能满足0.8MPa压力的工况要求。5拖拉机机体裂纹的粘接修复拖拉机机体产生裂纹可用铁锚-101 聚氨酯胶粘剂进行修复,粘接修复后经两年使 用未发现异常现象。其粘接工艺简述如下。(1)清洗裂纹表面用汽油和钢丝刷清除裂纹周围的油污。找出裂纹的两端点,用手 电钻在端点钻两个妇一的止裂孔。(2)开出V型槽用凿子沿裂纹线开出60-70C的V型槽,至止裂孔为止。以槽底深 度为机体厚度的 2/5 为宜。(3)V型槽粘接面的清洁先用棉纱蘸酒精粗擦被粘面,沿着V型槽的四周约30mm左 右擦拭2-3次,然后用脱脂棉蘸丙酮精擦被粘面,直至彻底干净为止。(4) 配胶按甲组分:乙组分=2: 1(体积比)进行配制,充分搅拌均匀后沿V型槽将胶 倒满,并使之略高出机体表面,以油漆刮刀用力刮平、压实、压紧。(5) 固化用灯泡加热或用电热吹风加热,2h后即可完全固化(温度控制在1m信C左 右) 。(6) 整饰先用锉刀、后用砂纸打磨,把高出机体表面的胶锉掉磨平,使其与机体表 面相平。6低温室电灯线路的粘接与安装低温室内墙壁与顶棚是铁皮,表面涂有漆层。室内使用温度是-70-60C,有时连续 使用10多天。停止使用后温度为10-30C,相对湿度为100%。低温室内按装电灯线路的粘 接工艺简述如下。(1) 粘接表面处理用刃具、砂纸将被粘表面打磨粗糙,然后用酒精或丙酮清洗干净, 晾干。(2) 配胶将铁锚-101 聚氨酯胶粘剂按甲组分:乙组分=100: 20-30(质量份数)、另 加偶联剂等助剂配成。(3 )粘接用画笔将胶涂在欲粘接的表面上,晾置30-40min,把欲连接的电灯线路的 铝片与墙壁、顶棚贴合在一起,并用手指或其他工具轻轻按几次,使其粘接牢固。再在铝片 粘接处涂一层胶保护底胶。另外,将胶涂在要安装电灯座的墙壁和顶棚水泥大梁上然后把电 灯座与墙壁及水泥大梁的粘接面粘合一起,并施以适当压力。特别是顶棚水泥大梁上的粘接 件要用木棒等物顶紧。(4) 固化室温固化48h以上。用此法粘接安装的电灯线路经年多实践,证明使用正 常。磁性材料胶用于磁记录介质的粘合剂树脂及其性能评价见表。这些树脂单独使用的情况不多, 一般都是混合使用,具有较好的综合性能。通常树脂成分由三个部分组成: (1)含羟基的成 分,如环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、氯醋树脂、硝基纤维素等;(2)与上述树脂起氨 酯化反应的多异氰酸酯成分,如缩二脲型、三聚体型多异氰酸酯、多元醇异氰酸酯加成物;(3) 用于改性的弹性体成分,如热塑性聚氨酯、丁腈橡胶。表 12 磁带粘合剂所用树脂的选择注:A音频;V音像;D数字;O优良;中;差。磁带粘合剂要求具有以下特点:(1) 磁性涂层对基膜能良好地粘接;(2)磁粉在粘合剂中年良好地分散;(3)涂层耐 磨性好;(4)具有适中的柔软性;(5)摩擦系数低;(6)抗电性低;(7)耐药品性良好;(8)涂 膜固化后无粘性;(9)涂层使用温度范围广;(10)能长期保存无老化。聚氨酯树脂对许多基材粘接性良好,耐磨性、耐久性优异,是磁性涂料中的主要树 脂。大多数磁性涂料中含PU树脂,如今磁性涂料的发展趋势是配方简单化,某些场合粘合 剂树脂仅包括乙烯基树脂及热塑性聚氨酯“TPU”,据报道,最近在某录像带磁性涂料配方 中仅用 TPU。磁记录介质所用的 PU 树脂一般由聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己内 酯或苯二甲酸聚酯多元醇与MDI、TDI、HDI、IPDI等多异氰酸酯反应所合成的分子量为1-10 万的TPU树脂,粘合剂有单组分和双组分型。用于磁带粘合剂的TPU通常具有以下性能:(1) 在溶剂中非常好的溶解性能;(2) 能良好地分散磁粉,对磁粉和基膜良好的粘接性;(3) 在接触层(表面层)无粘性;(4) 具有特别的物化性能如相对高的硬度、耐磨性、弹性解性和光泽,非常好的分 子量A / - / d4。分布。配方举例PU在磁性涂层作粘合剂使用,可以说有两个方面。一是聚氨酯树脂(一般是TPU,或聚酯等低聚物多元醇与二异氰酸酯的混合物)单独 或与其他树脂并用,溶于溶剂作为磁带粘合剂主成分。由于PU粘合剂与多种树脂共混性良 好,磁粉在树脂溶液中能良好地分散,与各种基材粘接性优良,且制得的磁性涂层耐磨性、 耐久性优良,特别是柔韧性优,故绝大多数磁性涂层配方中含PU。二是大多数磁性涂料配方采用多异氰酸酯作为粘合剂的交联组分,即组成双组分型 磁性涂料。双组分磁性涂层使用时有适用期限制,但制得的磁记录材料耐热性、耐久性比不 用交联剂的单组分优。下面介绍几则磁性涂层配方。1.由TPU弹性体作为粘合剂的树脂主成分大多数用于磁性涂层的PU粘合剂为热塑 性聚氨酯,这使TPU具有优良的机械强度、弹性模量。用于磁性涂层粘合剂的TPU树脂与用作鞋用胶等的 TyU树脂不完全通用,一般需要特别制备。用含侧甲基的聚酯制得的TyU具有较好的性能。TDK 公司的一则专利配方如下:普通结晶性聚酯型肝真U对磁粉分散力的不足可通过在分子链中引入一 SQ3M、一 C02M 等离子基团而得到改善。一个此类磁性涂料配方如下:*PU树脂配方为:以H0CH2CH2C(S03Na)(CH3)CH2CH20H叫为起始剂的聚e-己内酯 (Mw200) 100质量份;聚己二酸己二醇酯二醇(Mw200) 100份;MD124.8份;催化剂Dabco0.02 份。该树脂含离子基团,改善了对磁粉的分散能力。双组分磁性涂料中一般不加催化剂,但为了缩短固化时间,且保证一定的适用器, 有人研究了加少量催化剂的配方:2. 可辐射固化的改性PU粘合有一些专利报道了辐射固化型磁性涂料,含不饱和键的改性PU粘合剂在基膜上涂 布成一薄层,适合于电子束辐射固化。大多数情况为由丙烯酸改性的聚氨酯树脂组成粘合剂 树脂成分,有时还加有多官能度的交联剂。TPU树脂一般为聚酯型,也有少量用聚醚为原料 的。一个可用电子束固化的磁性涂料配方为:其中丙烯酸改性聚氨酯树脂制备配方为:3. 其他类型磁带用PU粘合剂德国BASF公司等公司研制了用于磁性涂层的乳液型PU粘合剂,其中一种PU乳液 粘合剂的制备配方例。制备方法为:聚酯、小分子二醇及三醇、环氧丙烯酸酯与MDI在四氢咲喃中加热反 应,并滴加催化剂,再加入巯基丙酸、三乙胺的丙酮混合物, 45min 后分散于水,蒸除溶剂, 得凹乳液粘合剂。上述乳液中加硅油1.5%混匀,加到r-Fe2O3的氨水分散物中,混合均匀,涂在P1 汀基膜上,干燥,得到磁记录带。有人采用聚氨酯粘合剂在涂有磁性涂层的磁带背面涂上一 层涂层,以提高磁带的耐磨性,并获得良好的摩擦系数。此涂层由PU粘合剂和非磁性的粉 末组成。一种此用途的涂料由聚氨酯树脂(Nippo-ran2301)、多异氰酸酯(CoronateL)、碳酸 钙粉及甲乙酮组成。油墨胶聚氨酯树脂的柔韧性、粘接性、对颜料的分散性都很优异,而可用作塑料或金属材 质表面的照相凹版及网版印刷油墨的粘合剂。与其他领域所用的PU树脂有本质的不同,对油墨用的PU甲严应具有以下几方面的 要求: (1)最基本的是可溶性,考虑到与颜料,其他树脂的相容性及适应油墨对溶剂挥发性 等方面的要,醇的混合溶剂的; (2)干燥的树脂表面无粘性; (3)Pu 树脂溶于混合溶剂而成 的 PU 粘合剂的粘度应较低+而成膜后其强度应较高;(4) 粘合剂对光滑表面的基材要有良好的粘接性,因而一般不能采用结晶性TPU树脂。油墨粘合剂所用的PU树脂一般由聚酯或聚醚多元醇、脂环族二异氰酸酯及二元胺 二元醇扩链剂制备,分子量约数万。为了能溶于醇,并提高膜强度、与塑料或其他基材的 粘接性及颜料的分散性,一般在PU树脂中引入了脲键,即形成聚氨酯一脲树脂(PUU)。油墨 用的聚氨酯粘合剂以单组分居多。日本大日本油墨化学工业株式会社的一则专利给出了一种PU油墨粘合剂的制造方 法:由聚对苯二甲酸丁二醇酯二醇与在甲乙酮中反应制得固含量为80%的预聚体溶液, 该预聚体溶液1350份与68份异佛尔酮二胺PD及12.9份二异丁胺在1470份甲乙酮中于40C 反应lh,得一固含量约40%的PUU溶液,PUU的分子量为19200。此溶液再用77份75%的 HDI /删P加成物(NC0含量12%)于80C处理3h,并加甲乙酮和异丙醇若干继续搅拌,制得 的30%浓度树脂溶液粘合剂25C时粘度为1050MPas。一种油墨组合物含上述PU粘合剂30份、二氧化钛颜料30份、异丙醇10份及甲乙酮30份, 在PE、PP及PET薄膜上印刷,并做胶粘带剥离试验,发现该油墨的印刷层具有290%的保 留值。此油墨当与多异氰酸酯交联剂混合后,具有较长的适用期。例如,加入3%的交联剂, 40吧贮放24h后粘度增加率小于10%。日本三洋化成株式会社开发的一种油墨粘合剂(展色剂)用PU树脂,是由PBA聚酯 (Mw1500)、IPDI、IPDA 及二乙醇胺制得,其软化点为 120C、A4-27600、100%模量为 3MPa。 由于引入脲键和胺基,使分子间氢键作用力大大增加,提高了树脂的内聚强度及对薄膜的粘 接力。由该树脂30份,二氧化钛50份及混合溶剂若干份制得的塑料薄膜印刷油墨对PP、 PET及尼龙薄膜具有良好的印刷效果,印刷层耐热油脂、抗粘连。又如由聚己二酸-(3-甲基-1,5-戊二醇)酯二醇0.5mol、聚四氢咲喃醚二醇 (Mw2000)0.5mol、HwMDl2. 5mol和IPDll.5mol制备的PUU树脂,用于油墨粘合剂,能使颜 料在油墨中的分散更均匀,对基材有更良好的粘附力。聚氨酯油墨属高档油墨,适用范围虽广,但一般用作专用油墨。典型的例子是,国内塑料薄膜印刷油墨普遍采用聚酰胺油墨,这种通用型油墨具有 较好的印刷性能,胶带剥离试验也合格,但若印刷面进行后序复合加工,即采用透明塑料薄 膜覆盖印刷面,以保护印刷层,及制造复合软包装用层压薄膜,发现与未印刷的塑膜相比, 复合牢度大大降低。原因是软包装复合薄膜复合工序所用的聚氨酯胶粘剂对油墨层有影响,复合薄膜剥离试验中,油墨层容易从塑料基 膜上剥离,而油墨层与胶粘剂层结合牢固,胶粘剂层基本上不受破坏。而较理想的剥离破坏 情况应是油墨层小部分被剥离、胶粘剂层受破坏。故这种反面印刷场合,应使用专用的反印 刷油墨,如聚氨酯油墨、氯磺化聚乙烯油墨、氯化聚丙烯油墨。从树脂制备上来看,只要异 佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二胺等原料能够得到, PU 油墨就可小规模容易地制备,而氯 化聚丙烯树脂等的制备需氯化工序,可能产生环境污染、且具有一定的危险性。据称,一些 高性能的油墨及油墨树脂需进口。碎木料胶刨花板等再生板的各种性能主要与碎料及所采用的粘合剂有关,且更依赖于粘合剂 的性能。以粘合剂和碎木料制得的刨花板等再生板,与PF、. UF等粘合剂制得的再生板相 比,有更好的性能。德国Roffael等人比较了 MDI类粘合剂、UP粘合剂和PP粘合剂粘结的刨花板在20C 不同相对湿度下(nU)的吸水性,发现MD1类粘合剂制造的刨花板在高RH环境下具有较低的 吸水率,德国Roffael经实验得出,与PF胶相比,用粗MD1作刨花板粘合剂时具有一些优 点,如粗MDI制得的板的密度可降低10%-15%,而仍具有较高的强度,同时压制时间缩短。 Deppe 指出在使用三醛粘合剂的生产条件采用不同粘合剂刨花板在20C下,对原料所含水分要求严格,不同相对湿度下吸 水性的比较甚至若水分比所要求的超过0.5,都可能引起板材中裂纹的产生,这是由于加 热模压过程产生了过量的蒸汽压所致。而采用 PU 粘合剂则不存在这个问题。他还报道,异氰酸酯粘合剂粘结的刨花板具有与 PP 的板相似的耐候性,试验显示,用木屑质量5%6%的粗MDI作粘合剂就能产生满意的性 能,而采用常规的粘合剂则需10%,这就缩小了使用PP粘合剂和异氰酸酯粘合剂的成本差 别。至于农作物秸秆、亚麻秆的碎料,一般来说,用PP或UP粘合剂处理,制得的板性能不 令人满意,而采用粗MDI粘合剂则较为合适。Sachs分别将粗MDI及市售的PF树脂作粘合剂制造刨花板试样,粘合剂用量相同, 石蜡用量均为1%,模压温度皆为170C,制造的刨花板厚16mm,比较了这两种板材的性能。经实践得出,MDI系粘合剂(包括粗MDI,即PAPl)作为木材加工粘合剂及胶粘剂, 比 TDI 系更合适。 Sachs 分别用相同用量的这两类粘合剂制造三层试验刨花板,其性能比较 见表 13。表 13 不同类型 PU 粘合剂制得的刨花板性能注:粘合剂用量均为干木屑质量的6%。碎木料聚氨酯粘合剂碎木料及其他农林产品碎料粘结所用的PU粘合剂有单组分湿固化PU粘合剂(包括 PU预聚体、多异氰酸酯粘合剂)、双组分反应型粘合剂、水性乙烯基异氰酸酯粘合剂等几种。早期多用 PAPI 作碎木料粘合剂,后来用多元醇对之进行改性,提高了板材的弯曲 强度等性能。Milota等人用乙二醇(EG)、聚乙二醇(PEG)及聚醚三醇Isonol93改性PAPI。 当PEGMW1000加到PAPI中时,制造的板的内部粘结强度及断裂强度分别比单纯PAPI制造的 板强度增加35%及13. 5%。当PAyI与PKG的摩尔比在6: 1到12: 1时,PEG对板的性能 改善最大,且随多元醇的分子量增加,粘合剂树脂的内聚强度有所提高,板的性能提高。例 如当PAPI与二醇的摩尔比为12: 1时,采用PEG改性的板的内部粘结强度和断裂强度分别 比 EG 改性的高 30 及 29,但当采用 Isonol93 改性 PAPI 时,板的柔韧性下降。用 PAPI 及 Isonol93 组成的 PU 粘合剂制成的刨花板,在煮沸 2h 后的断裂强度比未改性的 PAPI 的高 725。下面举几个PU粘合剂的粘结例。例 1:碎木片( 厚 0.5mm)100PAPl8将碎木片和粘合剂混合,热压,可制得密度为0.4g/cm3的刨花板,弯曲强度在干 态时为12.7MPa、湿态时为8.8MPa。例 2:木屑(含水 34)100PAPl3PPG1上述物质混合,于160C热模压lOmin,得到粒子板的弯曲强度为18.1MPa,拉伸 强度 0.54MPa。聚氨酯泡沫体系可作为碎木料的粘合剂,例3为一种PU泡沫型粘合剂的配方。例3:聚合物多元醇(羟值28mgKOH / g)45三乙胺0.45聚醚三醇(Mw5000)45色糊2乙二醇 l0CFC-llll水 0.3PAPI58.3此粘合剂料初始粘度为300mPas。水性乙烯基聚氨酯胶由于粘度小、操作方便,在国外已成为木材加工胶的主流。水 性乙烯基PU粘合剂由MDI型PU预聚体或PAPI为主的异氰酸酯分散在水溶性高分子溶液或 高分子水分散液中而成,含有活性基团,有一定的适用期。水性粘合剂的用量与碎木料的大 小、成型压力等有关,一般在6%-30%之间。与“三醛”粘合剂相比,采用水性PU粘合剂 制再生板的模压时间短、用量少、耐水性好。例 4:PEG(MW300)5.7PAPI943 非离子表面活性剂 3.5 水 240文献中采用上述粘合剂的制板方法为:将碎木片浸入4%的上述PU分散液中,取 出干燥,铺平,盖一层涂以PP粘合剂的木片,于170C热压约8min,所得刨花板的湿弯曲 强度为11.4MPa,水中溶胀率6%。砂型粘合剂1.概述在金属部件制造中,一种广泛使用的方法是使用砂型,将熔融的金属浇铸其中,冷 却成型。如果铸件是空心的,则还需将芯型置于砂型中,用以阻止熔融的金属流人空心部分 (型腔)。为了制备具有足够强度的砂型和芯型,必须在砂子中混入少量粘合剂,这种把干燥 干净的细砂结合成型的过程叫“翻砂”(foundry-sand)。如今翻砂已普遍采用“冷箱法”, 即不需焙烧,在室温下即固化成砂型和芯型的方法。可用于冷箱法的翻砂粘合剂有水玻璃 二氧化碳体系、酚醛树脂溶液多异氰酸酯-三乙胺(气雾)体系(该体系主要用于制芯型)、 呋喃树脂-强酸催化剂体系、油改性醇酸树脂-多异氰酸酯-催化剂、酚醛树脂溶液-多异氰酸 酯-有机碱催化剂、甲阶酚醛树脂对甲苯磺酸催化剂体系等。这种室温放置成型的砂型又 称作“自硬砂”。铸造的整个过程大致上可分为下面几个步骤。(1)以欲铸件的形状为模型,铸造“模具”(砂型或及芯型)。一般可用木板或塑料 等材料制作模型(母型)盒,在砂中拌人粘合剂,将砂放入母型中,捣实。(2)拌人粘合剂的型砂在室温放置固化,直至砂型具有一定的强度(在美国,规定抗压强度在137kPh以上,此强度的砂型及芯型不易变形),脱模。(3)以砂型(或及芯型)为模具,浇人熔融金属,冷却固化。(4)将已形成一个整体的砂型和铸件加热到一定温度(例如4m吧左右),使砂型中的粘合剂分解,砂型强度丧失、溃散,使铸件脱出。铸造过程的粘合剂用量必须保持在低水平,在型砂混合物中,粘合剂用量范围在 1%-5%之间。一般1%2%即可。冷箱法采用的粘合剂绝大多数为双组分聚氨酯粘合剂, 其中多元醇组分有甲阶酚醛树脂多元醇、聚醚多元醇、醇酸树脂多元醇等,异氰酸酯组分一 般是多亚甲基多异氰酸酯(PAP 1)或改性MD1聚氨酯类粘合剂主要有两种类型:酚醛多异氰酸酯体系和普通多元醇多异氰酸酯体系。美国 AsHland 化学品公司最早将双组分 PU 粘合剂用于工业化翻砂,分别于 1965 年、1968年、1970年开发出三种翻砂用双组分PU粘合剂,其多元醇组分第一种为亚麻仁油 与季戊四醇、间苯二甲酸制成的醇酸树脂,第二、三种为酚醛树脂类多元醇;固化剂组分均 为PAPI。美国Reichold化学工业公司1979年开始大量供应自硬砂聚氨酯粘合剂。据报道, 1979年美国PU胶粘剂市场中,翻砂粘合剂用量达3. 4万吨,而地毯背衬用胶、建筑、运 输、鞋类、织物、磁带等领域的PU胶用量加起来才2. 05万吨,1979年全球翻砂用的PU 粘合剂总量超过5 . 7万吨(估计包括酚醛树脂等主成分)。我国五矿常州有机化工厂从美国AsHland化学公司独家引进铸造化学品生产技术,已于 1989 年建成投产,品种有酚醛型聚氨酯冷芯盒粘合剂、聚氨酯自硬砂粘合剂、热固性 酚醛树脂型砂粘合剂、呋喃树脂妇砂粘合剂、脱模剂、催化剂、涂料、清洗剂等,其中聚氨酯类型砂粘合剂是主产 品。用双组分聚氨酯粘合剂制作砂型,具有如下优点:室温(甚至能0C以下)固化,不需烘烤,节约能耗;(2) 适用期可在较大的范围内调整,便于操作,通过控制催化剂用量可控制适用期;(3) 砂型具有较高的强度和良好的溃散性,“脱模”容易;(4) 以酚醛树脂-PAPI居多,价格低。酚醛型聚氨酯粘合剂这翻砂粘合剂以含羟基的酚醛树脂为一个组分,多异氰酸酯为另一个组分。将酚醛 树脂和多异氰酸酯两个组分混合,室温快速固化,用于黑色金属铸造制芯型,具有混砂存放 期长、流动性好、强度适宜、溃散性好、发气量低特点,能生产精度高、表面光洁的铸件, 且具有改善劳动环境、提高劳动生产率的优点。酚醛树脂一般是富苄基醚的甲阶酚醛树脂:多异氰酸酯组分一般以多亚甲基多苯基多异氰酸酯(即PAP 1)为此类多元醇与异氰 酸酯反应速度较聚醚多元醇快。比较了快速定型(Pepset)聚氨酯粘合剂(由酚醛树脂-多异氰酸酯-催化剂组成)及呋喃树脂 -强酸催化剂粘合剂体系、亚麻油改性醇酸树脂多异氰酸酯-催化剂体系(linocure)的适用期及砂型定型时间。可见酚醛粘合剂具有与后两种粘合剂差不多的适用 期,但固化速度快。现以常州有机化工厂的酚醛聚氨酯粘合剂为例,介绍这类自硬砂粘合剂的性状及使 用方法。该厂的酚醛型聚氨酯粘合剂有通用型树脂C1308 / 608、抗湿性树脂C1308M/608及 C1903/904、铸铝树脂Cl385/685几种,其物性指标。用粘合剂制芯型的主要步骤是:将型砂与粘合剂树脂混合,混入树脂的砂经射芯、 吹胺,砂芯即刻固化,再吹人空气以清除胺催化剂,然后取出砂芯,此时砂芯就具有相当高 的瞬时强度。在上述三类树脂中,通用型广泛应用于灰铁、球铁、铝、镁、铜混合物及钢铸 件的芯型。抗湿性树脂粘几种粘合剂固化速度的比较合剂对原砂的水分及环境湿度不太敏 感,铸铝专用冷芯盒粘合剂溃散性极好、游离醛为零。聚氨酯自硬砂粘合剂这类粘合剂以聚醚多元醇、醇酸树脂多元醇为羟基组分,以多异氰酸酯为固化剂组 分。此类粘合剂具有特殊的固化特性,混好的砂在达到固化时间之前流动性一直很好,一到 固化时间立即固化,无论砂型厚薄都能均匀固化,可用时间和脱模时间可以调整,砂型尺寸精确,而铸件也同样精确,通常粘合剂用量为砂的1-2就能产生足够的强度,得到好的 铸件。如常州有机化工厂的通用型聚氨酯自硬砂粘合剂的使用配方为:多元醇组分CPI 1600用量为砂重的1 %,多异氰酸酯组分CPII2600用量为砂重的1 %,催化剂CPIII3550 为多元醇组分的 1。使用方法为:将预先称好的催化剂与多元醇组分混合均匀,然后将其 倒人称好的砂中混合均匀,再向砂中倒人称量的多异氰酸酯,计时并混匀,即开始填砂,在 常温下自计时起 10-25min 即可脱模。据称该厂一种铸铝专用聚氨酯自硬砂粘合剂溃散性能特别好,落砂如流水。其使用 方法为:先将棕褐一黑色、相对密度约0.95的多元醇组分CPI514O(用量为砂重的1 %)与 砂混合均匀,再混入已计量的相对密度约1.09的褐黑色多异氰酸酯组分CPII5235(用量为 砂的1%),开始计时,混匀后立即填芯盒,常温下自计时起15-30min即可脱模。只有通过粘合剂才使散砂粘结成整体,砂型的强度依赖于粘合剂固化物的内聚强 度,为了使粘合剂固化物分子量达到一定程度, NCO 与 OH 的摩尔比一般应控制在 0.8-1.5 之间。有人用聚氧化丙烯醚多元醇(N-220 /N-330的混合物)、多异氰酸酯制备自硬砂粘 合剂,研究了二元醇与三元醇的比例、 NCO 与 OH 的摩尔比等因素对自硬砂强度的影响,发 现 nNco/ noH=11-12 时,强度达到最大值,当多元醇过量或异氰酸酯大大过量均会影响 砂型的强度。废旧橡胶的粘结聚氨酯预聚体可用于废旧橡胶的再生利用。回收的旧轮胎等废旧橡胶制品经粉碎 (如冷冻法粉碎)后,得到的粉、粒及纤维碎料均可用粘合剂将其粘结起来,制成复合材料。 通常将橡胶颗粒用聚氨酯粘合剂粘结,得到弹性材料,主要用于运动及娱乐场所、幼儿园的 塑胶铺地材料、地板砖等,特别是运动场、学校操场防滑弹性铺面材料,一般采用聚氨酯为 主要材料,橡胶粒为辅助材料,由于聚氨酯具有优良的耐磨性能,在国外已得到广泛应用, 国内发展也很快。如德国BaYer公司较早推出了铺面材料雷考坦(Rekonml)、国内有江苏省 化工研究所、南京塑料厂塑胶跑道公司较早推出这类产品。废旧橡胶轮胎中的粉碎纤维颗粒 经筛分出来可用发泡型聚氨酯粘合剂粘结,制成隔音、隔热等材料。1铺面材料用于运动场、操场、娱乐场所、室内地面的聚氨酯塑胶铺面材料具有走着舒适、耐 磨、防滑、防水等优点,经塑胶铺面的室外运动场可不受下雨的影响,提高运动员的成绩, 减少挫伤机会。铺面材料有全塑胶型(主要由聚氨酯制成,不含橡胶粒)、混合型、双层型、 折叠型等几类,而以混合型居多。混合型为含废橡胶粒的聚氨酯橡胶层,厚度10 咖左右, 表面也有橡胶粒作为防滑摩擦层,铺设工艺流程图。双层型的亡层为聚氨酯胶层,下层为 橡胶粒的聚氨酯层;折叠型是一种便于携带的橡胶板,一种橡胶板是由废轮胎橡胶 1 份、聚 四氢呋喃型聚氨酯预聚体1 份、 MOCA0.1 份混合后浇注于模具内固化而成。在这些铺面材料中,含NCO的聚氨酯预聚体或其与交联剂组成的双组分液态体系是废橡胶粒 子的粘合剂。聚氨酯预聚体一般由聚氧化丙烯二醇或及三醇与过量 mI 或 MDI 等原料制成, NCO含量约10%左右。粘合剂以聚氨酯粘合剂为主要成分。粘合剂用量为橡胶粒的1/44 倍。目前国内体育场塑胶铺面材料中粘合剂用量约为废橡胶粒的4倍,粘合剂用量少的铺面 材料,可用于幼儿园走廊地面、游乐场所,在软质的塑胶地面,不易摔伤。预聚体、色浆、催化剂、橡胶粒一铺面胶料。下面举几个专利配方实例。Bayer公司的一则专利报道,由PPG(Mw2000)2000g、2, 4-TD1696g先制备NCO含 量约3.6%的聚氨酯预聚体,该预聚体2348g中加入2, 4-/4, 4-MDI(60/40)637g,制得 游离NCO含量为10%、粘度1800MPas的粘合剂。将磨碎的轮胎粒(粒径14mm), 640份、 上述粘合剂160份及辛酸锌0.32份混合均匀,摊铺成1112mm厚的橡胶层,室温固化数天, 所得橡胶层的拉伸强度为0.6-0.8MPa、伸长率50%70%, 20%压缩强度为0.5-0.7MPa。 该材料用于体育场地面铺设。日本三井日曹聚氨酯(株)报道,由PPC(Mw3000)660份及MDl340份制得聚氨酯粘合 剂,加入粘合剂质量5%的苯甲酰氯改善粘合剂的适用期。每4份废旧轮胎粒子(1-3mm)用1 份粘合剂,在35C、RH70%有3h的适用期。完全固化后,拉伸强度为1.57MPa、伸长率100%, 撕裂强度 157N/ cm。日本三洋化成公司报道,橡胶碎粒(2-5mm)80份先用1%Dabco醋酸乙酯溶液喷洒 处理,干燥后与20份聚氨酯粘合剂混合,浇注成8mm薄层,而不用催化剂处理的混合物, 固化很慢。2其他地面材料一种地板砖由下层混凝土/中层弹性泡沫层/面层(聚氨酯粘合剂粘结粒状废橡胶) 组成,该地板材料耐磨、耐候,可用于操场、游泳池及天井等地面出铺设。一种蹭垫由橡胶粒(-25mm)83%及聚氨酯粘合剂17%组成。其中聚氨酯粘合剂为双 组分,主剂为PPGMDI预聚体(MDI与PPG的摩尔比为2: 1),固化交联剂为三乙醇胺与聚 氧化丙烯三醇的混合物(质量比l/2),主剂与交联剂质量比90: 7.5,在3MPa压力下80C 模塑并室温后熟化,具有3.1MPa的拉伸强度。3隔音材料据几个专利介绍,将废旧轮胎纤维与聚氨酯粘合剂混合,经发泡固化,可制成隔音 复合材料。如日本Nitto轮胎公司报道,废旧轮胎纤维(0.120mm)100份、PPGI0份、TDI5 份、水0.5份,在混合器中剧烈搅拌2min,于150C、1MPa模压10min,得10mm厚、密度 0.3g/ cm3 的薄片,可用于隔音层。在上述体系中加入如氧化铁粉末等无机填料,热压模塑 得密度1.8g/cm3的板也可用于隔音。泡沫碎料的粘结生产聚氨酯软硬泡时,经常会产生一些泡沫切割所得的边角料及不合格的废泡沫, 甚至旧汽车等废品回收时也有相当量的废旧泡沫需处理。焚烧法会产生有毒气体,污染环境, 一般不采用。废旧泡沫的回收利用方法有多种,如醇解法可再生多元醇用于制造聚氨酯硬泡。 但最直接的再利用方法是把经粉碎的泡沫用发泡型粘合剂粘结起来、模塑成型,制作垫材或 隔音、隔热材料。用于粘结的回收废旧泡沫应通过破碎机加工成较小的碎屑,碎泡沫的尺寸应尽可能 基本稳定,它们的大小对制成品的性能有影响。采用相同的粘合剂,对软泡来说,碎屑越小, 制成的材料越硬,也越均匀。硬泡通常是脆性的,比软泡容易破碎。用于泡沫碎料粘结的聚氨酯粘合剂可以是由聚醚多元醇、过量TDI或PAPI制成的 端 NCO 基预聚体,也可以是双组分聚氨酯组合料,或现场即用的各种原料的混合物。废旧聚 氨酯软泡所用的粘合剂一般为聚醚多元醇及TDI体系,硬泡粘合剂宜用MDI型多异氰酸酯体 系。粘合剂用量根据对制品的性能要求而定,一般在5-50之间,以10-25常见。粘 合剂可直接与泡沫碎料混合,也可喷洒到泡沫碎屑上(必要时粘合剂可含溶剂以降低粘度, 并控制粘合剂固体份用量)。一般需用搅拌机使粘合剂和碎料混合均匀(使碎料上粘有粘合 剂)。含有粘合剂的泡沫碎料放人模具中加热、加压,模塑成型。对于硬泡碎屑,可将混有粘合剂的碎泡沫制成疏松的板坯,再加热加压制成模塑件。 模压温度一般在120C以上,模压力可根据板坯的密度及制品所要求的密度在较大的范围内 选择,模压时间取决于模压温度、原料的导热性及制品的厚度。模具上下板内侧面需涂脱模 剂,为满足产品的表面质量或弯曲强度的特殊要求,可将纸类材料或其他饰面材料贴在模具 板与制品表面之间,一起模压成型。制品的性能依赖于碎泡沫的类型、粘合剂的用量及制品的密度。例如,采用相同的 粘合剂和碎料,制成不同密度的制品,性能可在一定范围内变化。碎泡沫的粘结配方可多种多样,下面举几个代表性配方例。例1:由聚氧化丙烯二醇及过量TDI制备NCO含量31.1%的聚氨酯预聚体作粘合剂, 喷洒到聚氨酯硬质泡沫碎屑上。100份聚氨酯硬泡碎屑使用该聚氨酯粘合剂15 份,搅拌均 匀,并喷涂少量三乙胺水溶液,于120C压2min,再放置一段时间,制得的隔热板材压缩强 度为 0.11-0.13MPa。例2:由聚氧化丙烯二醇(Mw2000) 100份及PAPI108份制得NC0含量13.5%的聚氨 酯粘合剂,用甲苯稀释到50%浓度。软质聚氨酯泡沫碎片70kg,喷洒上述粘合剂溶液7吨 并搅拌均匀,压在模具中用蒸汽加热,得到一密度0.06g/cm3的垫材。例3:由甲苯二胺聚醚(羟值400mgK0H / g)12.1份、聚氧化乙烯二醇(PEG,Mw200)2.2 份、PEG(Mw400) 12.1份、聚醚多元醇(羟值39mgKOH / g)4.5份、有机硅表面活性剂2.0份、 50%醋酸钾的PEG溶液0.2份及CFC-1136份组成粘合剂一个组分,PAPI1份作为粘合剂另 一个组分,两个组分混合后粘合剂喷洒到280g碎聚氨酯硬泡(d=0.045g/cm3、大小10mm) 上,立即盖上防粘纸,100C热压10min,得到一模塑物,密度0.085g/cm3,导热系数 0.021W/(m K),150C、72h尺寸变化0.1%,吸水率W1%。该粘合剂含异氰酸酯的三聚 催化剂,固化后形成耐热的异氰脲酸酯。所得制品是一种耐热耐水的隔热材料。还可以用聚氨酯泡沫组合料作粘合剂,将相应的软质或硬质废旧泡沫碎料进行粘 结。由于聚氨酯硬泡及高回弹组合料的乳白时间较短,这些以泡沫组合料为基础的粘合剂适 用期短,粘结泡沫碎料时一般需用机器操作。其他材质的废旧泡沫如PS泡沫、聚烯烃泡沫,也可用聚氨酯粘合剂来粘结,如一 种由聚醚多元醇、有机锡/胺催化剂、颜料糊、二氯甲烷及PA贝组成的快固化聚氨酯发泡 型粘合剂lOOOg与粒径约8mm的废旧PVC泡沫粒5200g混合、室温模压45min,即得一种隔 音材料。微胶囊微胶囊由囊壁和所包含的液或固相物质组成,在无碳复写纸、医药、农药等方面广 泛地应用,其中由明胶或阿拉伯胶为囊壁材料制成的无碳复写纸是最大用途。用于微胶囊壁 膜的材料除明胶等天然树脂外,还有聚酰胺、纤维素衍生物、PVA、聚氨酯、聚苯乙烯等合 成树脂。制备的方法及用途多种多样。以聚氨酯外壁材的微胶囊主要采用化学方法制备,如界面聚合、原位聚合。可用于 染料、香料、农药、胶粘剂等物质的保护和隔离。凹微胶囊一般由多异氰酸酯在亲水性液体 中分散而得,制备时可加入能与 NCO 反应的多元胺或多元醇,结合人囊壁中。所使用的多异 氰酸酯分子越小,分散越容易,粒径的调整业也就越容易,例如用HDI/TMP加成物,可得到 粒径非常好的微胶囊。最近,日本第一制药(株)推出了一系列水分散型 PU 树脂缓拜型微胶囊制剂,该胶 囊以植物油精、农药、香料等作芯物质,可作为毯子、壁纸、座垫等的功能性加工药剂,如 防蚊剂、除臭剂、香味剂,该系列微胶囊含有效成分20%, pH值3-5,粘度500-1500mPas, 乳液粒径5mm。这类PU微胶囊的主要特点有:不变黄,微胶囊的囊壁硬度可调整,可在水 中或空气中有挥发性,能与各种粘合剂并用。聚氨酯复膜胶1. 食品软包装用薄膜食品软包装用基材薄膜厚度与特性见表14。2. 干法复合用胶粘剂干法复合是指使用胶粘剂把二种薄膜基材粘合在一起,胶粘涂布在基材薄膜上以 后,靠加热干燥去除溶剂和发生化学反应进复合(压合),因此称干法复合工艺。湿法复合是 将胶粘剂涂在一种基材薄膜上,在胶粘剂没有烘干之前,另一种基材薄膜就贴上去了然后再 把贴复好的薄膜烘干或晾干,这种工艺称湿法复合。湿法合的基膜中,最少有一种透湿性很 好的材料、如纸张、木材、织等。如果被复合的基材透湿性很差,如塑料薄膜、铝箔、那么 贴好后,由于溶剂总是要气化的,透不出去时就要产生气泡、剥落等缺陷。因此湿法复合受 基材薄膜的限制,只能制造比较低档的复合包装材料,如纸与铝箔复合的香烟包装纸。1.干法复合工艺的优缺点(1) 优点基材薄膜选择的范围广,可以制成2层、3层、4 层等多层的复合薄膜,复 合牢度高,可以高达9.8N/15mm的剥离强度。因此,可以生产像高温蒸煮袋那样的高强度、 高性能的复合制品。复合速度比较快,一般为150T80m/min,最大可达250m/min。复合薄 膜可以表面印刷,也可以反面印刷。另外制成的复合薄膜尺寸精密度高,热封性能优良。(2) 缺点需要用胶粘剂,因此存在有机溶剂的残留量和环径污染问题。软化点低的 基材薄膜经过热风通道时易收缩,容易引起变形。基材薄膜的厚度要求具有较高的精密度。2复合包装薄膜用胶粘剂具备的性能干法复合工艺中,胶粘剂是影响薄膜品质性能的关键因素,因此食品包装复合薄膜 用胶粘剂应具备下述性能。(1) 粘合性复合包装薄膜是采用多种不同性质的材料、以胶粘剂把它们粘接起来制 成的,所以,胶粘剂必须对各种薄膜都具有良好的粘合力。如果只对其中的种粘得牢,而 对另一种薄膜却粘不住,必然无法操作。在复合包装薄膜中使用的基材有塑料、铝箔、纸张 等,而塑料又有各种类型,它们的表面特性各不相同。面对如此众多的且复杂的材料,胶粘 剂必须具有同时能粘合二种不同材料的,陆能。(2) 柔软性复合包装材料之所以受到广泛的欢迎,轻柔性是很重要的,现在人们把 以塑料为主的复合材料称为软性包装材料。这除了本身要柔软、可折叠外,胶粘剂本身也要 具备这种性能。如果胶膜坚硬、性脆,不可折叠,则失去了包装的意义。(3) 耐热性许多食品包装在制造加工操作中要经受高温(180-220C),例如,在热封 制袋时,热刀的温度有时会高达220C才能把复合薄膜做成袋子。另外,许多食品用复合薄 膜包装好后,要经受高温杀菌灭菌处理,例如,蒸煮食品要经121135C/30min轧高温蒸 煮杀菌,酸奶、果酱等也要经受80-100C高温的处理。这就不仅仅要求各种基材薄膜经受 起高温的考验,所使用的胶粘剂也要能经受得起高温的考验。如果胶粘剂只能在常温下使用, 而不能耐高温,则经高温处理后,原来复合好的基材薄膜要分层剥离,那就不是复合包装薄 膜了。这一点必须在选用胶粘剂时慎重考虑。(4) 耐寒性许多食品包装后要低温冷藏或冷冻保存,这就要求包装薄膜本身能耐低 温。如果胶粘剂在低温下发生变硬、发脆、分层、剥离、脱胶等现象是不行的。有时可能同 时要求耐热、耐寒的包装,其胶粘剂品种必须符合要求。(5) 抗介质性食品本身是一种成分非常复杂的物质,含水、油、盐、酒,还有辣、 香料,甚至醋酸、柠檬酸、乳酸、糖、硫化物、氧化物等。面对这些复杂的成分,包装后又 要经受高低温处理和长期贮存的考验,要保持包装薄膜的完美无缺,除了基材薄膜本身的优 良抗介质侵蚀能力外,胶粘剂的稳定性也很重要,要能教各种介质的侵蚀,否则会引起复合 薄膜分层剥离,失去包装作用。(6) 安全卫生性食
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