非反應(yīng)性聚氨酯熱熔膠使用時(shí)加熱至一定溫度后熔化而涂覆于粘接基材上,再經(jīng)冷卻而固化。其粘接機(jī)理和單組分溶劑揮發(fā)型膠黏劑差不多,固化過(guò)程不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),主要是利用組成中氫鍵的作用發(fā)生物理交聯(lián),并產(chǎn)生黏附力,初黏性很好。受熱后失去氫鍵作用,變成熔融黏稠液,因此利用這一可逆特性可反復(fù)加熱-冷卻固化。
較低熔點(diǎn)的熱塑性聚氨酯可制成粉末狀、薄膜狀、條帶狀熱熔型聚氨酯膠黏劑。用于熱熔膠的熱塑性聚氨酯為線型或帶少量支鏈的聚合物。聚氨酯主體材料一般由聚醚二醇或聚酯二醇、二異氰酸酯(如MDI、TDI、IPDI或HDI)以及低分子二元醇擴(kuò)鏈劑等為原料制得,合成方法有本體法及溶液法。脂肪族二異氰酸酯由于不含有苯環(huán),其制品的耐黃變性能較好。
在制備聚氨酯熱熔膠黏劑時(shí),聚氨酯本來(lái)的性能在某些方面還是不能滿足要求,需添加一些物質(zhì)進(jìn)行改性,如添加增黏樹(shù)脂、熱塑性樹(shù)脂、增塑劑、抗氧劑和紫外線吸收劑等。添加增黏樹(shù)脂和熱塑性樹(shù)脂,對(duì)產(chǎn)品的粘接強(qiáng)度、耐熱性和對(duì)材質(zhì)的潤(rùn)濕性方面均有所提高,同時(shí)賦予產(chǎn)品一定的壓敏性。增黏樹(shù)脂能夠降低熱熔膠的熔融溫度和黏度,改善聚氨酯熱熔膠對(duì)被粘物體的潤(rùn)濕性,從而提高聚氨酯熱熔膠的粘接性能,主要有酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、萜烯樹(shù)脂、松香甘油酯、歧化松香、聚合松香、石油樹(shù)脂、烷基酚醛樹(shù)脂、香豆酮-茚樹(shù)脂等,熱塑性樹(shù)脂主要有SBS、SIS和EVA等??商砑釉鏊軇┮蕴岣弋a(chǎn)品的柔韌性,改善膠黏劑的耐寒、耐熱、阻燃、耐久性能等,同時(shí)改善膠黏劑的物理力學(xué)性能和施工工藝性能,但添加時(shí)應(yīng)注意增塑劑和聚氨酯有較好的相容性,防止增塑劑遷移、滲出、揮發(fā)等,所添加的增塑劑主要有鄰苯二甲酸二辛酯和偏苯三酸三辛酯等。添加抗氧劑和紫外線吸收劑提高產(chǎn)品的高溫耐黃變性能和太陽(yáng)光照射耐老化性能。適量添加硬脂酸鋅或硬脂酸鈣可以提高聚氨酯的熔體流動(dòng)速率,增加產(chǎn)品的流動(dòng)性,使其有助于施工。
粉末狀聚氨酯熱熔膠主要成分還是熱塑性聚氨酯樹(shù)脂,可以與著色劑、增塑劑、穩(wěn)定劑等添加劑混合配制。粉料具有流動(dòng)性,為輸送、分散和使用提供了方便,不需要熔融就可以在被粘物表面均勻分散。
制備聚氨酯粉末的方法主要有下述三種。目前主要采用第一種。
①在無(wú)氧(
氧會(huì)引起粉塵爆炸)條件下冷凍研磨熱塑性聚氨酯彈性體。可使用沖擊式粉磨機(jī),用冷凍鹽水、干冰或液氮降低溫度。
例如,將顆粒狀聚氨酯樹(shù)脂與添加劑混合,在80~130℃的溫度下,由雙螺桿擠出機(jī)擠出物料,冷卻并切割后,于專用的粉碎機(jī)中碾碎,用篩選法除去粗糙的顆粒,得到40~60μm的粒料,用此方法制備的聚氨酯粉末具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。
②采用溶液聚合方法。
這種溶液聚合選擇的溶劑要求只能溶解一種反應(yīng)組分,而不溶解最終的聚氨酯。例如,只溶解異氰酸酯的烴類可適用于制造粉末聚氨酯。溶液聚合法回收溶劑耗能大。
例如,將己二酸己二醇酯二醇真空脫水后與HDI反應(yīng)生成預(yù)聚體,再在甲苯溶液中與1,6-己二醇、新戊二醇進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng),一段時(shí)間后析出聚氨酯固體,將溶劑除去后,進(jìn)行干燥、磨碎、篩分,得到熔融溫度120~126℃的聚氨酯熱熔膠粉末,粉末粒度0.3~0.5mm。該膠可通過(guò)紅外加熱散熱器進(jìn)行加熱,用于織物粘接,施膠量約28g/m2,剝離強(qiáng)度570~690N/m,也可將該膠進(jìn)一步加工成薄膜狀。
③乳液聚合法。在有很少量乳化劑存在下或處于親水基團(tuán)含量極低的情況下,通過(guò)乳液聚合制得聚氨酯水分散體,經(jīng)破乳、干燥后制成粉末。產(chǎn)品性能與本體聚合有較大差距。
德國(guó)Bayer公司生產(chǎn)的Ultramoll PU是一種含有聚合物增塑劑的高柔韌性的聚氨酯粉末,該粉末無(wú)色無(wú)味,粒徑小于1000μm。它含有(5±3)%的PVC,邵爾A硬度為72±3。注射成型鞋底應(yīng)用Ultramoll PU粘接PVC及鞋幫材料時(shí),可大大提高粘接強(qiáng)度。
聚氨酯熱熔膠膜和條帶狀聚氨酯熱熔膠,可以由熱塑性聚氨酯膠粒通過(guò)壓延得到。膠膜還可以通過(guò)聚氨酯溶液涂膜干燥得到。
可將顆粒狀聚氨酯熱熔膠加入設(shè)有T形模頭的擠出機(jī)擠出成型為膠黏劑薄膜,并經(jīng)水冷收卷為產(chǎn)品。例如薄膜可寬800~820mm,厚0.3~1.5 mm。 某聚氨酯熱熔膠黏劑的技術(shù)指標(biāo)為:施工溫度165~190℃,膠膜拉伸強(qiáng)度≥30MPa,300%定伸應(yīng)力≥8MPa,常溫剪切強(qiáng)度≥45MPa,75℃剪切強(qiáng)度≥12MPa,熔體流動(dòng)速率≥6g/min(145℃,2.15kg)。
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