聚氨酯热熔胶与其它类型的热熔胶相比,有一个显著的特点,即它通常除基体外,不再加入添加剂。这是因为作为基体的聚氨酯树脂,在浸润性、熔融粘度、胶接强度等方面,具有良好的综合性能。因此,一般在通过合成制得聚氨酯树脂后,即可直接作为热熔胶进行使用。 作为热熔胶基体的聚氨酯树脂,通常是由末端为羟基的大分子二元醇、二异氰酸酯和链增长剂(如低分子二元醇)三个组份反应后生成的,由软性链段和硬性链段组成的线型热塑性树脂。常用的大分子二元醇有聚乙二醇已二羧酯、聚丁二醇已二酸酯、聚已二醇已二酸酯和聚1,4-环已基二甲基已二酸酯等。常用的二异氰酸酯有二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI )、对次苯基二异氰酸酯(p-PDI )、间次苯基二异氰酸酯(m-PDI )和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI )等。常用的链增长剂有乙二醇、丙二醇、已二醇、丁二醇和1,4-二( ß-羟基乙氧基)苯等。 选择的原料组成不同,对聚氨酯树脂的性能影响明显。表十、十一、十二分别列举了不同的大分子二元醇、二异氰酸酯和低分子二元醇对聚氨酯树脂性能的影响。从表中可知,在大分子二元醇中,聚酯型的强度和模量较高,比一般的聚醚型要硬,但与分子结构高度规整的聚醚,如聚氧四亚甲基二醇相比,由于结晶度较低,仍然是柔软的。在二异氰酸酯中,由于p-PDI 具有对称的分子结构,模量极高,伸长率较低;又由于内聚力较高,耐介质性能优良。 没有对称分子结构,模量低,施工时的熔融温度也低。在低分子二元醇中,随着亚甲基数目的增加,定伸模量也有所增加。如果加入带有苯环的二元醇,如1,4-二( ß-羟基乙氧基)苯,由于它具有对称的芳香族分子结构,因此模量和硬度更高。 改变原料的配比,可得到不同软化点的聚氨酯树脂(见表十三 )。 表十 大分子二元醇对聚氨酯树脂性能的影响
| 大分子二元醇 |
类型 |
硬度(邵氏) |
抗张强度(MPa) |
伸长率(%) |
300%定伸模量(MPa) |
施工温度(°C) |
| 聚已二酸乙二醇脂二醇 |
聚酯 |
88 |
49.7 |
650 |
7.7 |
154 |
| 聚已二酸已二醇酯二醇 |
聚酯 |
82 |
60.0 |
560 |
8.4 |
147 |
| 聚氧四亚甲基二醇 |
聚醚 |
90 |
37.0 |
725 |
7.0 |
130 |
| 聚氧丙基1,2二醇 |
聚醚 |
76 |
29.4 |
800 |
4.5 |
146 | 胶液配方:二苯基甲烷二异氰酸酯 2.00mol 1,4-丁二醇 1.00mol 大分子二元醇 1.00mol 表十一 二异氰酸酯对聚氨酯树脂性能的影响
| 二异氰酸酯 |
抗张强度(MPa) |
极限伸长率(%) |
300%定伸模量(MPa) |
施工熔融温度(°C) |
| 对次苯基二异氰酸酯(p-PDI) |
26.6 |
330 |
23.8 |
152 |
| 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) |
38.5 |
610 |
13.3 |
134 |
| 间次苯基二异氰酸酯(m-PDI) |
63.0 |
580 |
9.8 |
152 |
| 2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI) |
30.1 |
680 |
2.5 |
67 | 胶液配方:聚已二酸丁二醇酯二醇 1.0mol 1,4-双( ß-羟基乙氧基)苯 1.5mol 二异氰酸酯 2.5mol 表十二 低分子二元醇对聚氨酯树脂性能的影响
| 低分子二元醇 |
硬度(邵氏) |
抗张强度(MPa) |
伸长率(%) |
300%定伸模量(MPa) |
施工熔融温度(°C) |
| 乙二醇 |
80 |
45.5 |
500 |
7.0 |
161 |
| 丙二醇 |
80 |
41.3 |
575 |
8.4 |
158 |
| 丁二醇 |
88 |
54.6 |
530 |
9.1 |
160 |
| 已二醇 |
87 |
40.0 |
580 |
7.7 |
139 |
| 1,4-双( -羟基乙氧基)苯 |
93 |
26.0 |
550 |
13.3 |
128 | 胶液配方:聚已二酸丁二醇酯二醇 1.0mol 二苯基甲烷二异氰酸酯 2.0mol 低分子二元醇 1.0mol 表十三 不同软化点的聚氨酯树脂的典型配方(摩尔比)
| 组 份 |
中软化点 |
高软化点 |
| 聚已二酸乙二醇酯(M=2000) |
1.0 |
1.0 |
| 1,4-丁二醇 |
|
2.0 |
| 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI) |
1.0 |
3.0 |
| 软化点(°C) |
90-100 |
130 | 聚氨酯弹性体是热熔的弹性好的,强度高,耐溶剂的胶接多孔性材料和表面光洁材料较佳。作为热熔胶基体的聚氨酯树脂,通常是由末端为羟苯的大分子二元醇,二异氰酸酯和链增长剂三部分组成的,由软性链段和硬性链段组成的线型热塑性树脂,常用的大分子二元醇有聚乙二醇已二酸酯,聚丁二醇已二酸酯和聚1,4一环已茌一甲苯已二酸酯等,常用的二异氰酸酯有MDT、TDL等,常用的链增长剂有乙二醇,丙二醇和丁二醇。 配方一 聚已二酸乙二醇酯 1mt 1,4,丁二醇 2mt MDI 3mt 软化点130℃,胶膜的Q=31-35mpa,剥离强度为280-350N/cm,用于织物胶接 配方二 甲:聚丙二醇 128 TDI 62 乙:618# 357 双氰胺 6 甲:乙=1:2,反应型环氧聚氨酯热熔胶,反应80℃约1小时制解,施工时125℃熔融胶液涂于织物上,在160℃固化30分其胶接强度为22.5mpa。
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