無溶劑雙組份聚氨酯粘合劑的技術(shù)無溶劑雙組份聚氨酯粘合劑的技術(shù)關(guān)鍵在于合成適當(dāng)?shù)亩水惽杷岣鶊F的主劑,必須達到以下的要求:1.達到要求的粘接強度;2.具有良好的涂布性能;3.粘度較低,以保證良好的工藝使用性能。 在合成的工藝路線選擇方面,首先使用二元醇與二元酸合成聚酯,通過二元醇、二元酸的化學(xué)機構(gòu)的選擇和用量的配比,達到對聚酯分子量的調(diào)整,以滿足端異氰酸根預(yù)聚體的要求,再與不同分子量、官能團的聚醚及異氰酸酯進行反應(yīng),合成端異氰酸根預(yù)聚體。 端異氰酸根預(yù)聚體是聚酯二元醇與MDI的齊聚物和聚醚二元醇與MDI的齊聚物的混合體;端羥基預(yù)聚體是聚酯二元醇與聚醚多元醇的混合體,羥基對異氰酯基團的比例應(yīng)在1:1.6(摩爾比)左右。 在聚酯的選擇方面,聚酯的分子結(jié)構(gòu)對聚氨酯的性能有很大影響,為了得到具有高強度和一定柔韌性的膠膜,聚酯中各種成分要有適當(dāng)?shù)拇钆?,其中,脂肪族二元酸例如己二酸和癸二酸,其分子中的線性、碳氫鏈增加了聚酯的柔性鏈段,因而也就增加了聚氨酯最終產(chǎn)物的柔韌性并降低了凝固點。鏈中引入芳香環(huán)能增加剛性和抗氧化的能力,并由于空間阻礙使水解試劑難于接近酯鍵從而提高了抗水解的性能。適用的芳香族二酸有間苯二甲酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸或酸酐。 簡單的二醇,例如乙二醇,1,3-丙二醇或1,4-丁二醇,能形成有優(yōu)良柔性的線性聚酯鏈并具有強的結(jié)晶傾向。由短鏈二醇形成的聚酯具有高的-COO-鍵密度,因此具有較強的分子間吸引力,這一點可以解釋其強的結(jié)晶傾向性,同時也是它們抗極性溶劑性差以及與碳氫化合物相溶性差的原因。而支鏈化的二醇,如1,2-丙二醇由于側(cè)鏈的存在而妨礙了分子間的締合,同時對酯鍵起了空間保護作用,因而改善了抗熱、抗氧化、抗水解的性能,并具有較弱的結(jié)晶傾向和較好的耐溶劑性。 在雙組份無溶劑型粘合劑中,單獨使用聚酯遠遠不能滿足所要求的全部性能,需要選用聚醚進行調(diào)整。首先,聚醚型聚氨酯柔韌性好,能降低產(chǎn)品的粘度。第二,由于聚醚與聚酯相比其分子鏈間相互作用力較弱可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的內(nèi)聚強度提高產(chǎn)品的粘接性能。第三,聚醚彈性體的耐水解性遠遠優(yōu)于聚酯型彈性體,這一點反映了醚基具有超過酯基的優(yōu)異水解穩(wěn)定性。第四,使用聚醚可以降低成本。 在聚醚的選擇方面,適用的聚醚有環(huán)氧丙烷聚醚、環(huán)氧丙烷-環(huán)氧乙烷共聚聚醚,可通過改變所用聚醚的分子量來調(diào)整產(chǎn)品粘度及粘接強度。 在保持聚酯分子量不變的情況下,改變聚醚分子量,產(chǎn)品的粘度隨聚醚分子量的增大而減小。這是因為聚醚分子量越小,分子鏈越短,則聚合物中氨酯鍵密度越大分子間引力越大,產(chǎn)品的粘度就越高。應(yīng)用前景分析 目前我國由于成本原因,無溶劑雙組份聚氨酯粘合劑還遠遠沒有普及,大量使用的還是溶劑型粘合劑,其原因主要是由于一方面無溶劑復(fù)合設(shè)備昂貴,而且對操作工人的要求較高;另一方面無溶劑產(chǎn)品復(fù)合時比較容易出現(xiàn)復(fù)合質(zhì)量問題、適用的結(jié)構(gòu)有限及其主劑本身仍具有一定的毒性。這些因素制約著它在我國的推廣使用。但從長遠的角度來看,隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格和經(jīng)濟的不斷發(fā)展,無溶劑和醇溶型產(chǎn)品的比重必將不斷上升。 自20多年前德國Herberts公司使用無溶劑聚氨酯膠粘劑復(fù)合包裝材料以來,由于其工藝明顯的經(jīng)濟性、安全性及對環(huán)境保護的優(yōu)勢,以及復(fù)膜工藝及設(shè)備的不斷發(fā)展,使其在歐洲等發(fā)達國家從20年前使用量的10%,迅速增加到現(xiàn)在的60%。 近年來,隨著食品工業(yè)的蓬勃發(fā)展,使雙組份聚氨酯復(fù)合薄膜用膠粘劑這一行業(yè)不斷擴大,目前市場容量據(jù)不完全統(tǒng)計已達到3~5萬噸/年左右?,F(xiàn)在全國共有聚氨酯復(fù)膜類膠粘劑生產(chǎn)廠家超過100家,均為溶劑型膠粘劑。在今后應(yīng)逐步重視無溶劑粘合劑的開發(fā),宜采取技術(shù)引進和自主研發(fā)相結(jié)合的路線,盡快開發(fā)出符合使用要求的產(chǎn)品。(轉(zhuǎn)載自:中國包裝報)
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