中国胶粘剂网讯：摘要：以聚醚二元醇(PPG)、改性MDI(4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)、PAPI(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)、1，4-BDO(1，4-丁二醇)和环保型PU潜固化剂等为主要原料，采用预聚体法制得无溶剂型单组分聚氨酯(PU)胶粘剂。研究结果表明：该胶粘剂的玻璃化转变温度(Tg)为-26.9℃;当R=n(-NCO)/n(-OH)=6.5~9.0、w(-NCO)=3.5%、w(环保型PU潜固化剂)=3%和聚醚二元醇是相对分子质量为1000的PPG210时，PU胶粘剂的黏度适中、固化速率较快和可操作性良好，并且其强度和韧性俱佳。

聚氨酯(PU)胶粘剂具有粘接强度高、弹性好、耐磨性优和耐低温性佳等特点，已广泛应用于汽车、机电、木材加工、包装、制鞋及航空航天等领域[1-2]。目前，市场上普遍应用的PU胶粘剂多为溶剂型胶粘剂，不仅耗费大量有机溶剂(使生产成本提高)，而且其VOC(有机挥发物)含量较高(污染环境)，从而很大程度上制约了其应用和发展，难以满足工业化大生产的需求。因此，环保型PU胶粘剂已成为该领域的发展方向。

无溶剂型单组分PU胶粘剂是目前国内外研究的热点，其主要优点是：①无毒，无污染;②使用前不必进行化学计量和添加其他交联剂，可直接使用;③操作简便易控，省时省力。其不足之处是：①初粘力差，凝胶时间较长;②固化过程中有气泡产生，导致胶层发泡膨胀、形成缩孔，从而影响粘接强度;③黏度大，胶膜厚度难以控制，可操作性欠佳[3-6]。

针对无溶剂型单组分PU胶粘剂的上述不足之处，本研究以聚醚二元醇(PPG)为软段、改性MDI(4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)及PAPI(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)为硬段、1，4-BDO(1，4-丁二醇)为扩链剂和引入环保型PU潜固化剂，采用预聚体法有望合成出粘接强度较高、固化速率较快、生产效率较高、可操作性能较好的端-NCO基无溶剂型单组分PU胶粘剂。

1试验部分

1.1试验原料

多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100LL)，工业级，烟台万华聚氨酯股份有限公司;聚醚二元醇(PPG204/PPG210/PPG220)，工业级，天津市石油化工三厂;1，4-丁二醇(1，4-BDO)，工业级，上海信合化工有限公司;环保型PU潜固化剂，工业级，上海优威贸易有限公司;溴甲酚绿、丙酮、二正丁胺、二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，分析纯，武汉市楚江化工有限责任公司;盐酸(HCl)，分析纯，市售。

1.2试验仪器

JB-300型冲击试验机，济南高盛试验机制造有限公司;ZKD-6090型全自动新型恒温真空干燥箱，上海予腾生物科技有限公司;XL-250A型拉力试验机，无锡建仪实验器材有限公司;NDJ-1型旋转黏度仪，深圳市星科仪器有限公司;CSS-44100型电子万能试验机，长春试验机研究所;DSC204型差示扫描量热仪，德国Nerzsch公司。

1.3试验制备

1.3.1合成原理

首先PPG分子中-OH与改性MDI/PAPI分子中-NCO反应，生成端-NCO基PU预聚体;然后添加1，4-BDO进行扩链反应;之后加入环保型PU潜固化剂，采用预聚体法合成系列端-NCO基无溶剂型单组分PU胶粘剂。制备流程如图1所示。

图1制备PU胶粘剂的工制备流程

1.3.2无溶剂型单组分PU胶粘剂的制备

(1)PU预聚体的合成：在装有电动搅拌棒、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶中，加入一定量的PPG，边搅拌边升温至115℃左右(开启真空泵)，回流脱水2h，以除去物料中的水分和低沸点物质(将PPG的水分含量控制在0.08%以内);降温至(60±5)℃，加入预先计量好的改性MDI/PAPI混合异氰酸酯，缓慢升温至67℃左右，同时充N2保护，65~68℃反应3.5~4h(匀速搅拌)，得到端-NCO基PU预聚体。

(2)PU胶粘剂的制备：在50~55℃的预聚体中，加入干燥的填料，搅拌均匀;然后加入1，4-BDO，继续搅拌1h左右(扩链);待-NCO含量达到理论值时，加入环保型PU潜固化剂、DBTDL及其他助剂，保温搅拌0.5h;冷却至室温，出料，抽真空密闭保存即可。

1.4测试或表征

(1)-NCO含量[7]：采用丙酮-二正丁胺法进行测定(以丙酮为溶剂、溴甲酚绿为指示剂，用0.1mol/LHCl标准溶液滴定)。

(2)黏度：按照GB/T2794—1995标准，采用旋转黏度仪进行测定(转速为30r/min，室温测定)。

(3)剪切强度：按照GB/T7124—2008标准，采用拉力试验机进行测定(加载速率为5~15mm/min，室温测定)。

(4)拉伸强度：按照GB/T6329—1996标准，采用电子万能试验机进行测定(拉伸速率为5~7mm/min，室温测定)。

(5)冲击强度：按照GB/T1043.1—2008标准，采用冲击试验机进行测定(加载速率为3.5~3.9m/s，室温测定)。

(6)固化时间：按照GB/T13477—2002标准进行测定(相对湿度为40%~45%，室温测定)。

(7)热性能：采用差示扫描量热(DSC)法进行表征(N2气氛，从室温冷却至-120℃→恒温3min→升温至100℃，升降温速率为20K/min)。

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