聚氨酯膠粘劑簡介
聚氨酯膠粘劑（Polyurethane Adhesive）是指在分子鏈中含有氨基甲酸酯基團（－NHCOO－）或異氰酸酯基（－NCO－）的膠粘劑。聚氨酯膠粘劑是目前正在迅猛發(fā)展的聚氨酯樹脂中的一個重要組成部分，具有優(yōu)異的性能，在許多方面都得到了廣泛的應用，是八大合成膠粘劑中的重要品種之一。聚氨酯膠粘劑的多樣性為許多粘接難題都準備了解決的方法，且特別適用于其他類型膠粘劑不能粘接或粘接有困難的地方。
聚氨酯膠粘劑分為多異氰酸酯和聚氨酯兩大類，在其中含有極性很強、化學活潑氫的材料，如泡沫塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料和金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有著優(yōu)良的化學粘合力。而聚氨酯與被粘合材料之間產(chǎn)生的氫鍵作用會使分子內(nèi)聚力增強，從而使粘接更加牢固。此外，聚氨酯膠粘劑還具有韌性可調節(jié)、粘合工藝簡便、極佳的耐低溫性能以及優(yōu)良的穩(wěn)定性等等特性。
國內(nèi)外聚氨酯膠粘劑的市場狀況
目前主要國家聚氨酯膠粘劑的年總產(chǎn)量約為三十多萬噸，近年來，美、歐、日三大市場聚氨酯膠粘劑消費量除美國略有增長外，其余基本保持穩(wěn)定。其中：美國1990年消耗量為7.4萬噸（按100％固含量計），1997年達10萬噸，平均年增長率約為4.5％，預計2003年將達12.4萬噸；歐洲1993年產(chǎn)量為9.1萬噸，2002年為10.9萬噸，平均年增長率為2％；日本近年來保持在4.8萬噸左右。在我國，聚氨酯膠粘的產(chǎn)量從1984年的1250噸發(fā)展速度很高，平均年增長率為25％左右，在“九五”期間仍以15％左右的增長率增長。當前我國聚氨酯膠粘劑的生產(chǎn)狀況很不均衡，在一些技術含量較低的品種上，生產(chǎn)能力已經(jīng)嚴重過剩，由此導致了一些企業(yè)競相壓價惡性競爭的局面。而在許多要求高、技術難度大的產(chǎn)品方面，我國還不能自主生產(chǎn)，目前仍有30％左右的需求依賴進口。在加入了WTO之后，爭取盡快與國際先進水平接軌，提高產(chǎn)品的適用范圍、應用指標和環(huán)保性能是我國聚氨酯膠粘劑目前面臨的重要課題。
國內(nèi)外聚氨酯膠粘劑的技術發(fā)展動態(tài)
國內(nèi)外近年來聚氨酯膠粘劑同整個膠粘劑及涂料等行業(yè)一樣，發(fā)展的突出特點是適應環(huán)保、工業(yè)衛(wèi)生、資源等方面政策法規(guī)的要求，進行了產(chǎn)業(yè)結構的調整，努力降低有機溶劑型產(chǎn)品的比重。研制開發(fā)反應熱熔型、水分散型和無溶劑型產(chǎn)品和技術等就是聚氨酯膠粘劑行業(yè)適應這一要求聚氨酯膠粘劑行業(yè)適應這一要求的具體表現(xiàn)。先進國家已經(jīng)制訂了環(huán)保法規(guī)，要求開發(fā)無公害膠粘劑，盡量減少溶劑使用量及溶劑的毒性，推廣使用無溶劑型膠粘劑。但是溶劑型膠粘劑有其獨特之外，在某些場合非用它不可，因此在短期內(nèi)不可能全部取消。解決的辦法是選用低毒溶劑（如乙醇等已從有毒揮發(fā)物名單中去除的溶劑），提高固含量降低粘度及密閉通風操作，以及采用溶劑回收裝置等等。
聚氨酯復合薄膜膠粘劑也是聚氨酯膠粘劑中用量最大的品種之一，尤其是在我國，已經(jīng)占到了整個聚氨酯膠粘劑用量的一半左右。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前聚氨酯復合薄膜膠粘劑已經(jīng)有許多品種，可以適應各種不同應用條件和材料的要求，近年來，隨著各國對食品衛(wèi)生和環(huán)境保護的日益重視，復合用膠粘劑正在向低毒、高固含低粘度、降低溶劑毒性和對環(huán)境造成的污染、推廣使用無溶劑膠粘劑等方向發(fā)展。
在施膠工藝方面，為了適應自動化調整裝配線的要求，膠粘劑的固化必須大幅提高。通過近年來的努力，開發(fā)了一些新的膠種，如快速反應性聚氨酯膠、輻時或紫外固化膠及反應熱溶膠等，可使聚氨酯膠粘劑的固化速度成倍加快。另外，今后發(fā)展聚氨酯膠粘劑的動力是開拓應用市場而不是單純地在膠粘劑的分子結構上開發(fā)新領域，因為后者的投資大且收效慢。因此國外除進行大量的應用外，還致力于施膠工藝和工具方面的開發(fā)。
熱塑性聚氨酯又稱異氰酸酯改性聚氨酯，是一種具有端羥基的線型氨基甲酸酯聚合物，由于基固有的粘附特性和強度，可單獨配制成熱塑性樹脂膠粘劑使用，主要包括以下三種類型：溶劑型膠粘劑可用作鞋用膠粘劑，適用于要求膠層柔軟、初粘強度高的場合；而水基型聚氨酯膠粘劑具有無毒、不會著火的突出優(yōu)點，且適用于易被有機溶劑侵蝕的基材。此外，其粘度不隨聚合物分子量的變化，可使聚合物高分子化，可使聚合物高分子化，以提高其內(nèi)聚強度，在相同固含下，其粘度一般比溶劑型低，可制得高固含量的產(chǎn)品。主要應用在木材膠粘劑和織物處理劑和膠粘劑方面；反應性熱熔型含有可反應活性基團的熱塑性樹脂膠粘劑，兼具反應型和熱熔型膠粘劑的性能，以濕固化型為主。
封閉型聚氨酯膠粘劑是指用某些化合物如苯酚、亞硫酸氫是指用某些化合物如苯酚、亞硫酸氫鈉等將端異氰酸酯基團暫時保護起來防止水或其它活性物與其作用，當使用時可在一定溫度下解離封閉劑，釋放出活性異氰酸酯基團，發(fā)揮其固有功能。研制此類膠粘劑的目的是為了配制水乳液型膠粘劑或延長膠粘劑的使用和貯存時間。
水性聚氨酯膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑，在實際應用中水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶劑液型較少。水性聚氨酯以水為基本介質，具有不易燃、氣味小、不污染環(huán)境、節(jié)能、操作加工方便等優(yōu)點。產(chǎn)品類型主要有自乳化型和強制乳化型兩類。自乳化型為聚氨酯樹脂分子中含有陰、陽側掛的離子基團或非離子親水鏈段，不需加乳化劑和保護膠體即可自動分散于水中長期保持穩(wěn)定，而且其粒子小，成膜性好，但固含量一般低于45％；強制乳化型需加乳化劑和保護膠體，采用高剪切力攪拌混合裝置方可制得，其粒子大，穩(wěn)定性較差，但易制得50%～65%的高固含量型。
我國聚氨酯膠粘劑的生產(chǎn)、配膠、原料、設備等方面的整體技術水平與國外還有著較大的差距，但目前的發(fā)展速度非?？臁Ｆ浼夹g發(fā)展動態(tài)主要有以下兩個方面：
首先對近年來進口或引進的生產(chǎn)線所生產(chǎn)的膠種進行研制，使這些膠逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。其主要品種有：快速固化的汽車擋風玻璃用單組份濕固化聚氨酯膠粘劑、低模量高彈性的建筑用單組份聚氨酯密封膠、食品工業(yè)用低粘度、高強度、耐高溫蒸煮的雙組份聚氨酯復膜膠、醇溶型聚氨酯復膜膠、貯存穩(wěn)定的水性聚氨酯復膜膠、貯存穩(wěn)定的水性聚氨酯乳液膠粘劑、快速固化的反應性聚氨酯熱熔膠等等。在這些方面，歐美科實業(yè)（深圳）有限公司的ECO系列醇溶型聚氨酯復膜膠、山東化工廠AM系列單組份濕固化聚氨酯密封膠，黎明化工研究院的特種聚氨酯膠粘劑，南京橡膠廠的PUA系列制鞋用熱塑性聚氨酯膠粘劑等都是其中具有代表性的品種。
另一方面，對現(xiàn)有品種的質量進行改進，包括提高產(chǎn)品的使用適應性，提高勞動生產(chǎn)率以節(jié)約成本，增加經(jīng)濟效益，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，制訂產(chǎn)品標準等等。同時，重視相關技術和裝置的開發(fā)，以確保我國聚氨酯膠粘劑的持續(xù)發(fā)展。
近年來我國聚氨酯膠粘劑行業(yè)保持著較高的增長速度，技術研究開發(fā)也取得了很大的進展，但由于種種原因，產(chǎn)業(yè)化速度大慢，初步商品化的一些產(chǎn)品也由于規(guī)模小、設備工藝落后等原因影響產(chǎn)品的沖擊，在競爭中處于不利地位。針對以上情況，國內(nèi)企業(yè)與研究單位應加大投入，重點發(fā)展與聚氨酯膠粘劑配套的原料助劑，盡快實現(xiàn)原料、助劑的國產(chǎn)化，降低成本。同時還要加快設備、施工機具及包裝容器的技術改造。另外，還必須認識到全球環(huán)境保護形勢的嚴峻性，加大對適應環(huán)保、資源等政策法規(guī)要求的水性膠、熱熔膠、無溶劑膠的研究開發(fā)力度。
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