多异氰酸酯胶粘剂配方和合成机理
多异氰酸酯胶粘剂概述
多异氰酸酯胶粘剂是由多异氰酸酯单体或其低分子衍生物组成的胶粘剂,它是聚氨酯胶粘剂中的早期产品。第二次世界大战期间,德国人用三苯基甲烷三异氰酸酯(Bayer公司产品牌号:DesmodurR)作胶粘剂,成功地将橡胶与金属粘接起来,并应用于坦克车的履带、救生筏、充气防护衣等,从而开始了多异氰酸酯胶粘剂的生产与应用。
多异氰酸酯胶粘剂属于反应型胶粘剂,粘接强度高,特别适合于金属与橡胶、纤维等的粘接,这种胶粘剂主要有下述几点特性。
- 具有较高的反应活性,能与许多表面含有活泼氢原子的被粘材料,如金属、橡胶、纤维、木材、皮革、塑料等产生共价键,且固化后含氨基甲酸酯、脲键以及极性较强的键和基团,易和基材之间产生次价键,这些化学粘合力和物理粘合力共同作用的结果是使被粘基材之间产生较高的粘接强度。
- 通常的多异氰酸酯化合物分子量小,能够溶于大多数有机溶剂,因此易于扩散到基材表面,还易渗入一些多孔性的被粘基材中,从而进一步提高胶粘性能。
- 该类胶粘剂可常温固化,也可加热固化,易于产生交联结构,耐热、耐溶剂性能好。
- 含有较多的游离异氰酸酯基团,对潮气敏感,有毒性,通常含有机溶剂,贮存时要注意防水防潮,操作时须注意通风。
- 由于多异氰酸酯化合物分子量小,NCO基团含量高,固化后的胶层硬度高,有脆性。因此常用橡胶溶液、聚醚、聚酯等低聚物进行改性或用作多种胶粘剂的交联固化剂。
工业上生产的二异氰酸酯,如MDI、TDI、XDI、二甲氧基联苯二异氰酸酯(DADI)、己酸甲酯-2,6-二异氰酸酯(LDI)等都可以直接作胶粘剂使用,用于金属与橡胶的粘接。目前应用最多的多异氰酸酯胶粘剂品种是三苯基甲烷三异氰酸酯、硫代磷酸三(4-异氰酸酯基苯酯)、三羟甲基丙烷-TDI的加成物。
四异氰酸酯胶粘剂
最常用的四异氰酸酯胶粘剂是二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯,它是由甲苯二胺甲醛结合,生成二甲基三苯基甲烷四胺,经光气化、活性炭脱色处理、抽滤浓缩或用溶剂配制而成。
二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯胶粘剂产品牌号为“7900”胶,有固体粉末型和氯苯溶液型,其胶粘剂产品技术指标参见表。
二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯胶粘剂是一种性能优良的多异氰酸酯胶粘剂,广泛适用于橡胶、皮革、塑料,金属、织物的粘接,其主要用途是作氯丁胶粘剂和聚氨酯胶粘剂的交联剂,用于制鞋等行业。“7900”胶粘剂粘接强度比列呵纳高,而且胶层颜色浅,不会产生变色现象,性能可与Desmodur RF媲美。
项目\型号
粉末型
液体型
外观
固体含量,%
NCO含量,%(最小)
细度(通过150目,最小)
储存期,月
浅黄或棕黄色
90
34.6
95
6
浅棕至棕色
20±1
7.7
-
18
“七异氰酸酯”胶粘剂
据中国专利(CN-1053806A)报道,由二氯甲烷和四异氰酸酯为原料于常温下反应制得异氰酯基含量为30%-40%的预聚物,然后加入三苯三烷基三异氰酸酯,反应后异氰酸酯基含量为20%-35%,分子量为1800-2500,固含量为15%-35%。所得产品称为“七异氰酸酯”胶粘剂。
该“七异氰酸酯”胶粘剂制造和使用简单,适应性强,粘合强度高,弹性大,耐振动,耐低温,耐疲劳,常温贮存时间长。可用于橡胶、帆布、皮革、人造革、合成革、塑料、金属等多种材料的粘接。
二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯胶粘剂
将二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯(MDI)用氯苯或邻二氯苯配成50%的溶液即成MDI胶粘剂,国外牌号有称MDI-50及Hylene M-50者。主要用作氯丁橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、人造丝、棉织物、尼龙以及金属的粘合。经硫化后橡胶与金属之间会形成优越的粘附能力。二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯胶粘剂的粘合强度与三苯基甲烷-4,4',4"-三异氰酸酯胶粘剂相近,但其耐热性能较好。MDI胶粘剂贮存稳定性差、易于自聚变色。
橡胶-金属的粘接
先将金属表面经喷砂处理使之粗糙,用溶剂清洗,涂上二苯基甲烷-4,4',4"-二异氰酸酯胶粘剂,并使之干燥,然后粘贴上刚压延出的有新鲜面的橡胶薄板,加压或用热空....
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