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聚氨酯胶粘剂:定义、组成、原理及应用
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聚氨酯胶粘剂:定义、组成、原理及应用

2024.10.15 10:15:48   Clicks

聚氨酯胶粘剂是聚氨酯树脂的重要组成部分,因其优异的抗剪切强度和抗冲击性能,广泛应用于结构性粘合领域。本文拜高高材将全面介绍聚氨酯胶粘剂的定义、主要成分、原理、优缺点及其在汽车、建筑和电子领域的应用。



聚氨酯胶黏剂



聚氨酯胶粘剂的定义




首先,让我们解释一下“聚氨酯树脂”这个术语。这是一种反应性物质,可以完美地粘附在多种基材上。它用途广泛,性能卓越,包括灵活性和形成坚固、持久接头的能力。

它们是结构粘合剂,这意味着它们不仅仅是将两种材料粘合在一起,而且与它们融为一体,成为不可分割的一部分。

此外,它们还因承受高机械应力的能力而闻名,在某些情况下,它们确实可以取代传统的连接系统,例如焊接和螺钉。


聚氨酯胶粘剂是含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异氰酸酯基(-NCO)的胶粘剂。这些基团赋予了其独特的粘合性能,特别适用于结构性粘合。



主要成分




聚氨酯胶粘剂的主要成分包括:

▶ 异氰酸酯

▶ 多元醇

此外,为了满足不同应用需求,可以添加填料、增韧剂、稀释剂、催化剂、偶联剂等辅助材料,以提升胶粘剂的特定性能。



聚氨酯胶粘剂的工作原理




其核心反应机制是异氰酸酯基团与含有活泼氢的物质发生化学反应,生成聚氨酯基团。这种反应赋予了聚氨酯胶粘剂高强度和柔韧性。


聚氨酯胶粘剂的优点




▶ 宽硬度范围:适合多种应用环境。

▶ 高强度:在粘合和结构支撑方面表现优异。

▶ 耐磨性好:媲美耐磨橡胶。

▶ 耐油性强:不低于丁腈橡胶,接近聚硫橡胶的性能。

▶ 耐臭氧:具备出色的耐候性能。

▶ 吸震与抗辐射:在高震动和辐射环境下具有出色的稳定性。



聚氨酯胶黏剂



聚氨酯胶粘剂的缺点




▶ 耐高温性能一般:正常使用温度范围为-40℃至120℃,耐湿热性能较差。

▶ 不耐强溶剂和强酸碱:在一定温度下,醇类、酸类和酮类溶剂会使聚氨酯胶粘剂降解。

▶ 易吸潮:聚氨酯固化剂易吸收空气中的水分,导致固化后胶体发泡。



聚氨酯胶黏剂种类



发泡聚氨酯树脂有单组分和双组分两大类。


单组分粘合剂


单组分聚氨酯


此类胶水以预聚物(NCO)为主要成分,并加入其他化学物质(添加剂、溶剂等)制成,涂抹后与基材中的水分及空气发生反应,与材料表面形成共价键。


双组份粘合剂


双组分聚氨酯



双组分聚氨酯具有完全不同的化学配方。

它由多元醇混合物(组分 A)和硬化剂(组分 B)组成,混合后,通过加聚反应生成聚氨酯键聚合物。

可以整合其他化学品来调整双组分粘合剂的化学和物理特性。



哪种胶水适合我的行业?





此时,您可能想知道何时应该使用单组分粘合剂而不是双组分粘合剂。

以下是选择粘合剂时需要考虑的主要因素:


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▶环境条件

温度和湿度是需要考虑的两个主要环境因素,因为它们会影响胶水的反应。
事实上,如果使用单组分胶水,您需要考虑到环境湿度和温度越高,胶水的反应速度就越快。

▶表面类型

根据基材中的水分,您可以使用 1K 粘合剂而不是 2K 粘合剂。一般来说,单组分粘合剂用于含水分的材料(例如木材),因为木材可以实现牢固粘合。
而双组分胶则用于不含水分的表面,例如 PVC。

▶表面厚度

厚度可以表明哪种胶水可以确保最佳效果。大多数情况下,双组分胶水用于粘合薄材料,以避免二氧化碳释放引起的起伏。


▶物品尺寸

如果尺寸较大,您需要考虑到单组分胶水可能会因环境湿度和材料水分含量而导致不合适的反应。可以通过润湿表面或使用双组分胶水来获得均匀的反应来解决此问题。

▶技术

有些人喜欢单组分胶水,因为它很容易涂抹,不需要复杂的工具就可以将其分布在表面。

双组分胶水在使用前需要使用分配和计量机来混合两种组分。

▶粘合剂的反应时间

需要将化合物的反应时间与生产时间进行比较,以确定与之大致相符的粘合剂。


以下是您需要了解的三个主要内容:


▶适用期:产品混合后可使用的时间。
这主要涉及双组分胶水,因为它们的性质决定了在使用前需要混合。


▶开放时间:涂上胶水后,可将两个部件粘合在一起的时间。


▶压制时间:这是压缩产品所需的时间,这是单组分粘合剂的必需步骤,并确保粘合剂达到聚合阶段,以便提取和初步处理。

压制时间可能因胶水的反应性而异:反应性越高,压制时间越短。

请记住,单组分胶水的反应时间可能会有所不同,这也是由于湿度的原因,而双组分胶水的反应过程则不受环境湿度和基材水分含量的影响。
对于那些寻求恒定且明确过程的人来说,双组分胶水也可能是首选胶水。




聚氨酯胶粘剂的主要应用领域




▶ 汽车行业:用于车体结构粘合、密封等。

▶ 建筑行业:适用于建筑材料的粘接与密封。

▶ 电子电器领域:用于精密电子元器件的粘接与灌封,确保器件的稳定性和防护性。


聚氨酯胶粘剂使用注意事项




▶ 存储密封性:聚氨酯A/B组分需密封存储,防止吸潮导致固化后发泡。

▶ 工具清洗:不能使用含-OH的溶剂,建议使用丙酮清洗工具。

▶ 环境湿度控制:固化环境湿度过高会导致气泡生成或膨胀发泡。



环氧树脂和聚氨酯树脂有什么区别?




环氧树脂在地板领域尤其享有盛誉,也属于热固性聚合物的类别。

尽管它们的一些特性有所不同,但它们都具有良好的耐化学性并且凝固迅速。

第一个区别与工作温度有关,这是讨论固定系统时需要考虑的一个重要因素,以防止化合物质量下降。
作为参考,环氧胶粘剂的工作温度较高(约 150°C),而聚氨酯胶粘剂的最高温度约为 -100°/+80°C。

主要分析——环氧胶粘剂与聚氨酯胶粘剂的区别

首先,要了解使用环氧胶还是聚氨酯胶更好,我们需要再次检查粘合材料。其次,我们需要查看工作环境和粘合剂的反应时间。

潮湿的环境或温度突然变化会导致选择一种胶水而不是另一种。
例如,如果工作场所暴露在紫外线下,环氧胶水就不合适,因为它对紫外线的抵抗力较差。

我们可以说,最明显的区别之一与粘合类型有关。
事实上,聚氨酯粘合剂可确保非常灵活的粘合,这意味着由于其机械性能,它更加灵活,可以选择创建具有不同弹性的化合物。环氧树脂
粘合剂以缺乏柔韧性和弹性而闻名,通常被称为“玻璃”胶。
这正是它们经常用于建筑领域(尤其是地板)的原因,以确保获得牢固而坚固的效果。

从粘合材料来看,当表面相同时,环氧胶通常是首选粘合剂,而当使用两种不同的材料(例如由聚氨酯和 PVC 制成的面板)时,聚氨酯胶可确保更强的粘合力。

最后,如果我们考虑经济因素(其影响可能或多或少),聚氨酯体系更具成本效益。


聚氨酯胶粘剂结论




聚氨酯胶粘剂凭借其广泛的应用范围和优越的性能,成为多个行业的关键材料。然而,在使用过程中应特别注意其耐高温性和吸潮特性,以确保最佳的使用效果。

通过本文,您将对聚氨酯胶粘剂有更深入的了解,并能根据实际需求选择合适的聚氨酯胶粘剂应用场景。