1 前言
聚氨酯密封膠為世界上三大彈性密封膠之一 ,主要用于建筑工程和車輛制造部門。在建材、住宅用材方面用于裝配層壓板、鋁窗框隔粘結、浴缸的裝配等 ,具有高沖擊強度和高剝離強度、隔熱性、密封性和耐熱性 (通常達 80℃ ),因其綜合性能優異 ,能滿足現代建筑和汽車制造的使用要求。聚氨酯最早由德國科學家用 4,4′,4″———三苯基甲烷三異氰酸酯在第二次世界大戰期間成功地將丁苯橡膠與金屬膠接在一起 ,開創了聚氨酯膠。 1 950年 ,西德拜丹公司又在此基礎上逐漸開發出系列溶劑型聚氨酯膠 ,美國開發出用蓖麻油和聚醚多元醇為基礎的溶劑型膠粘劑 ,到 80年代已是聚氨酯水乳膠大量應用的時期。在 1 990～ 1 995年 ,美國年需求增長
率為 8%～ 1 0 %,西歐為 1 0 %～ 1 2 %。 1 990年美國的產量已達近 3萬ｔ,在建筑業主要用于建筑人造板及地基、墻板屋頂、地板、地下涵洞頂的密封和門窗、墻縫孔的填隙密封及隔熱層、隔音層密封等。美國主要有十大生產廠 ,即ＡｓｈｌａｎｄＡｉｌＩｎｃ .ＡｓｈｌａｎｄｃｈｅｍＣｏ .Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ,Ｃｉｂａ-Ｇｅｉｇｙｃｏｒ.ＰｌａｓｔｉｃｓａｎｄＡｄ ｄｃｔｗｅｓＤｉｖ等。
我國聚氨酯膠目前產量不足 2 . 0萬ｔ,預計到2 0 0 0年需求量可達到 3 . 3萬ｔ。我國合成膠粘劑、密封膠已成為化工部的重點開發項目 ,對化學建材的發展起著舉足輕重的作用。近年來 ,由于市場需求帶來的巨額利潤 ,各地爭上膠合板生產項目 ,1 995年膠合板產量 760萬ｍ3 ,年均增長 50 %,市場需求近 90 0萬ｍ3 ,膠合板用于我國商品房市場及安居工程裝飾裝修 ,家具市場消費增長勢頭強勁已顯示出巨大潛力 ,因此聚氨酯密封膠需求呈快速發展之勢。反應性單組分膠粘劑體系原則上可用封閉的聚異氰酸酯制取。但這類體系 (如帶有羥基官能團的反應物 )不能滿足工業上的需求。結構型膠粘劑必須有足夠長的使用期 ,在加熱條件下數分種內能迅速固化。開發單組分快固化聚氨酯密封膠由于在使用性能上占有領先地位 ,已漸有替代脲醛樹脂、酚醛樹脂
的應用趨勢 ,是聚氨酯的重要發展方向。
2 實驗
將 1 77ｇ干燥的聚丙二醇 (分子量 2 0 0 0 )、0 . 9ｇ三羥甲基丙烷和 0 .1ｍｌ的二丁基錫二月桂酸酯加入甲撐二苯二異氰酸酯內 ,于 80℃下通入氮氣 ,使混合物于 80℃下反應 2ｈ ,制成異氰酸酯封閉的預聚體 ,異氰酸脂含量 3 .7%。將此預聚體加入其它助劑、填料等配成單組分室溫交聯密封膠。通過變換主要組分來
調變密封膠的物理和機械性能。
3 結果與討論
3 .1 填料的選擇
常用的填料為輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、滑石粉等。填料的選擇 ,應考慮它對膠料穩定性的影響和粒度的大小 ,其粒度應小于 3 2 0目 ,其加入作用主要能提高耐候性 ,增加內聚強度 ,調節下垂度 ,能改善膠的施工性能和力學性能 ,減少收縮率和大大降低生產成本。加入量為 3 0 %～ 45%。
3 .2 輔助粘合劑
添加一定量的輔助粘合劑是降低密封膠成本的有效途徑。膨潤土貨源充足 ,價格便宜 ,具有一定的粘合性能 ,為一種理想的輔助粘合劑。當它與乳液干燥后的皮膜交叉重疊 ,形成網狀結構 ,能大大提高粘結性能 ,一般加量為 1 %～ 2 %。
3 .3 增塑劑
大多數酯類增塑劑都與預聚體具有很好的相容性 ,并且也可作為溶劑 ,通常使用ＤＯＰ(鄰苯二甲酸二丁酯 ),使膠料具有良好的低溫撓曲性 ,改善操作性能 ,降低硬度和生產成本。增塑劑的用量可通過試驗來確定。由于增塑劑能提高彈性及延伸率 ,但用量過大 ,會降低涂膜的抗張強度、硬度及耐腐性 ,一般加量為 :預聚體∶ＤＯＰ =8∶2 ,加入ＤＯＰ的作用還能使聚合物顆粒軟化 ,增加膠的流動性等。
3 .4 觸交劑
觸交劑是酰胺化氫化蓖麻油 92 0膠或硼砂與羥乙基組分、氣相二氧化硅、高比表面炭黑等。本工藝采用酰胺化氫化蓖麻油 ,其重量配比為 1∶2 0～ 3 0。
4 結語
單組分快固化聚氨酯膠不易氧化和水解 ,具有優良的結構穩定性、粘接性、耐磨性及卓越的耐低溫性。由于分子鏈中具有高極性基團 ,與被粘物間形成氫鍵 ,加之異氰酸酯的獨特活性 ,使其具有大的潛在市場 ,可以大力進行開發。
汪多仁(吉化公司石井溝聯合化工廠 吉林 1 3 2 1 0 5)
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