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(chē)輛制造部門(mén)。在建材、住宅用材方面用于裝配層壓板、鋁窗框隔粘結(jié)、浴缸的裝配等 ,具有高沖擊強(qiáng)度和高剝離強(qiáng)度、隔熱性、密封性和耐熱性 (通常達(dá) 80℃ ),因其綜合性能優(yōu)異 ,能滿足現(xiàn)代建筑和汽車(chē)制造的使用要求。聚氨酯最早由德國(guó)科學(xué)家用 4,4′,4″———三苯基甲烷三異氰酸酯在第二次世界大戰(zhàn)期間成功地將丁苯橡膠與金屬膠接在一起 ,開(kāi)創(chuàng)了聚氨酯膠。 1 950年 ,西德拜丹公司又在此基礎(chǔ)上逐漸開(kāi)發(fā)出系列溶劑型聚氨酯膠 ,美國(guó)開(kāi)發(fā)出用蓖麻油和聚醚多元醇為基礎(chǔ)的溶劑型膠粘劑 ,到 80年代已是聚氨酯水乳膠大量應(yīng)用的時(shí)期。在 1 990～ 1 995年 ,美國(guó)年需求增長(zhǎng)
率為 8%～ 1 0 %,西歐為 1 0 %～ 1 2 %。 1 990年美國(guó)的產(chǎn)量已達(dá)近 3萬(wàn)ｔ,在建筑業(yè)主要用于建筑人造板及地基、墻板屋頂、地板、地下涵洞頂?shù)拿芊夂烷T(mén)窗、墻縫孔的填隙密封及隔熱層、隔音層密封等。美國(guó)主要有十大生產(chǎn)廠 ,即ＡｓｈｌａｎｄＡｉｌＩｎｃ .ＡｓｈｌａｎｄｃｈｅｍＣｏ .Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ,Ｃｉｂａ-Ｇｅｉｇｙｃｏｒ.ＰｌａｓｔｉｃｓａｎｄＡｄ ｄｃｔｗｅｓＤｉｖ等。
我國(guó)聚氨酯膠目前產(chǎn)量不足 2 . 0萬(wàn)ｔ,預(yù)計(jì)到2 0 0 0年需求量可達(dá)到 3 . 3萬(wàn)ｔ。我國(guó)合成膠粘劑、密封膠已成為化工部的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目 ,對(duì)化學(xué)建材的發(fā)展起著舉足輕重的作用。近年來(lái) ,由于市場(chǎng)需求帶來(lái)的巨額利潤(rùn) ,各地爭(zhēng)上膠合板生產(chǎn)項(xiàng)目 ,1 995年膠合板產(chǎn)量 760萬(wàn)ｍ3 ,年均增長(zhǎng) 50 %,市場(chǎng)需求近 90 0萬(wàn)ｍ3 ,膠合板用于我國(guó)商品房市場(chǎng)及安居工程裝飾裝修 ,家具市場(chǎng)消費(fèi)增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁已顯示出巨大潛力 ,因此聚氨酯密封膠需求呈快速發(fā)展之勢(shì)。反應(yīng)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(lèi)體系 (如帶有羥基官能團(tuán)的反應(yīng)物 )不能滿足工業(yè)上的需求。結(jié)構(gòu)型膠粘劑必須有足夠長(zhǎng)的使用期 ,在加熱條件下數(shù)分種內(nèi)能迅速固化。開(kāi)發(fā)單組分快固化聚氨酯密封膠由于在使用性能上占有領(lǐng)先地位 ,已漸有替代脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂
的應(yīng)用趨勢(shì) ,是聚氨酯的重要發(fā)展方向。
2 實(shí)驗(yàn)
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(nèi) ,于 80℃下通入氮?dú)?,使混合物于 80℃下反應(yīng) 2ｈ ,制成異氰酸酯封閉的預(yù)聚體 ,異氰酸脂含量 3 .7%。將此預(yù)聚體加入其它助劑、填料等配成單組分室溫交聯(lián)密封膠。通過(guò)變換主要組分來(lái)
調(diào)變密封膠的物理和機(jī)械性能。
3 結(jié)果與討論
3 .1 填料的選擇
常用的填料為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、滑石粉等。填料的選擇 ,應(yīng)考慮它對(duì)膠料穩(wěn)定性的影響和粒度的大小 ,其粒度應(yīng)小于 3 2 0目 ,其加入作用主要能提高耐候性 ,增加內(nèi)聚強(qiáng)度 ,調(diào)節(jié)下垂度 ,能改善膠的施工性能和力學(xué)性能 ,減少收縮率和大大降低生產(chǎn)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(rùn)土貨源充足 ,價(jià)格便宜 ,具有一定的粘合性能 ,為一種理想的輔助粘合劑。當(dāng)它與乳液干燥后的皮膜交叉重疊 ,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ,能大大提高粘結(jié)性能 ,一般加量為 1 %～ 2 %。
3 .3 增塑劑
大多數(shù)酯類(lèi)增塑劑都與預(yù)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?fù)锨?,改善操作性能 ,降低硬度和生產(chǎn)成本。增塑劑的用量可通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。由于增塑劑能提高彈性及延伸率 ,但用量過(guò)大 ,會(huì)降低涂膜的抗張強(qiáng)度、硬度及耐腐性 ,一般加量為 :預(yù)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(dòng)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(jié)語(yǔ)
單組分快固化聚氨酯膠不易氧化和水解 ,具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(tuán) ,與被粘物間形成氫鍵 ,加之異氰酸酯的獨(dú)特活性 ,使其具有大的潛在市場(chǎng) ,可以大力進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
汪多仁(吉化公司石井溝聯(lián)合化工廠 吉林 1 3 2 1 0 5)
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