以多異氰酸酯和聚氨基甲酸酯簡(jiǎn)稱聚氨酯課件

第八章黏合劑

Chapter8Adhesives1第八章黏合劑

Chapter8Adhesive第二節(jié)合成樹脂黏合劑一、熱固性樹脂黏合劑2第二節(jié)合成樹脂黏合劑一、熱固性樹脂黏合劑2一、熱固性樹脂黏合劑主要品種三醛樹脂黏合劑酚醛樹脂PF環(huán)氧樹脂EP脲醛樹脂UF三聚氰胺甲醛樹脂MF不飽和聚酯樹脂UP聚氨酯樹脂PU三大通用熱固性樹脂3一、熱固性樹脂黏合劑主要品種三醛樹脂黏合劑酚醛樹脂PF環(huán)氧樹（三）聚氨酯黏合劑的生產(chǎn)概述１、異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)２、聚氨酯膠黏劑的主要原料３、聚氨酯膠黏劑主要類型４、聚氨酯膠黏劑的生產(chǎn)4（三）聚氨酯黏合劑的生產(chǎn)概述4概述基本概念聚氨酯膠黏劑：以多異氰酸酯和聚氨基甲酸酯（簡(jiǎn)稱聚氨酯）為主體材料的膠黏劑統(tǒng)稱為聚氨酯膠黏劑。聚氨酯樹脂：由各種異氰酸酯和含羥基化合物（如聚酯多元醇及聚醚多元醇）等通過(guò)逐步加成聚合制得的高分子化合物的統(tǒng)稱。含有氨基甲酸酯鏈的聚合物5概述基本概念含有氨基甲酸酯鏈的聚合物5概述聚氨酯膠黏劑的性質(zhì)高極性和反應(yīng)性：具異氰酸酯基（—NCO）和氨基甲酸酯基對(duì)多種材料具有極高的粘附性能，可膠接多孔性材料和表面光潔的材料耐振動(dòng)性、耐疲勞性較好耐低溫性能好6概述聚氨酯膠黏劑的性質(zhì)6概述聚氨酯膠黏劑的分類按劑型分類※水基型、熱熔型、溶劑型和無(wú)溶劑型按組成結(jié)構(gòu)分類※多異氰酸酯：指以多異氰酸酯小分子直接作為膠黏劑?！忾]型異氰酸酯：指端基被暫時(shí)反應(yīng)封閉，使用時(shí)可在一定溫度下釋放出異氰酸酯基而起膠接作用。※預(yù)聚體型聚氨酯：?jiǎn)谓M分和雙組分兩大類。7概述聚氨酯膠黏劑的分類71、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)R－N＝C＝Od-d+d-☆氨基甲酸酯☆取代脲☆酰胺☆取代脲涂料：聚氨酯樹脂ｐ196—Hasbeendiscussed異氰酸酯與醇反應(yīng)與胺反應(yīng)與水反應(yīng)與酸反應(yīng)81、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)R－N＝C＝Od-d+d-☆氨基甲酸酯☆1、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)d-d+d-與氨基甲酸酯反應(yīng)與取代脲反應(yīng)☆脲基甲酸酯☆縮二脲異氰酸酯91、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)d-d+d-與氨基甲酸酯反應(yīng)與取代脲反應(yīng)2、聚氨酯膠黏劑的主要原料（1）多異氰酸酯芳香族二異氰酸酯脂肪族二異氰酸酯102、聚氨酯膠黏劑的主要原料（1）多異氰酸酯芳香族二異氰酸酯脂TDI

(toluenediisocyanate)主要性質(zhì)按兩種異構(gòu)體含量的不同，工業(yè)上有三種規(guī)格的產(chǎn)品：(1)TDI-65含2,4-TDI65％，2,6-TDI35％；(2)TDI-80含2,4-TDI80％，2,6-TDI20％，最為常見；(3)TDI-100含2,4-TDI100％TDI的分子量為174.2，密度1.22（20℃），粘度3mPa·s，熔點(diǎn):TDI-65為3.5～5.5℃，TDI-80為11.5～13.5℃，TDI-100為19.5～21.5℃。沸點(diǎn)251℃。蒸汽壓為3.07Pa（25℃）。TDI毒性：呼吸刺激劑，人們長(zhǎng)期吸入會(huì)引起中毒，所以TDI濃度超過(guò)安全極限（0.1ppm）時(shí)要有高效的通風(fēng)設(shè)備。TDI應(yīng)用：TDI用于膠粘劑、涂層、密封劑、彈性體等，也是工業(yè)上生產(chǎn)軟泡沫塑料的主要原料。11TDI(toluenediisocyanate)主要性質(zhì)MDI

主要性質(zhì)MDI是固體，熔點(diǎn)37℃，室溫時(shí)有生成二聚體的趨勢(shì)。0℃貯存或40～50℃液態(tài)下貯存，可以減緩聚合反應(yīng)的進(jìn)行。MDI的分子量為250.3，密度1.19（50℃），凝固點(diǎn)37～38℃，沸點(diǎn)194～199℃，蒸汽壓約為0.0013Pa（25℃）。與TDI相比，MDI的蒸汽壓小，所以毒性較小。MDI含有兩個(gè)活性相同的異氰酸酯基。生產(chǎn)聚氨酯的主要原料，制造硬質(zhì)泡沫保溫材料、高性能軟質(zhì)泡沫塑料、反應(yīng)注射成型制品（汽車儀表板、方向盤）、膠粘劑、涂料、合成革、彈性體及合成纖維等。12MDI主要性質(zhì)MDI是固體，熔點(diǎn)37℃，室溫時(shí)有生成二聚體PAPI主要性質(zhì)PAPI具有多個(gè)官能度，可以形成交聯(lián)密度高的聚氨酯，因此可在較高的溫度環(huán)境下使用。PAPI為褐色透明液體，—NCO含量為31.5，胺當(dāng)量133.5，粘度250mPa·s/25℃，相對(duì)密度(20℃／20℃)1.2，燃點(diǎn)218℃。蒸汽壓2.13×10-7Pa（25℃）。13PAPI主要性質(zhì)PAPI具有多個(gè)官能度，可以形成交聯(lián)密度高HDI主要性質(zhì)性狀描述：無(wú)色透明液體，稍有刺激性臭味，易燃。不溶于冷水，溶于苯、甲苯、氯苯等有機(jī)溶劑。熔點(diǎn)-67℃，相對(duì)密度1.04，沸點(diǎn)130-132℃（99725Pa），閃點(diǎn)140℃，折射率1.4530。與醇、酸、胺能反應(yīng)，遇水、堿會(huì)分解。在銅、鐵等金屬氯化物存在下能聚合。用途：HDI系是脂肪族二異氰酸酯（ADI）中最重要的單體，約占ADI總需求量的60%。大部分HDI被制備成HDI縮二脲或HDI三聚體。HDI及HDI縮二脲、三聚體是生產(chǎn)聚氨酯涂料及聚氨酯彈性體的重要原料。以HDI、HDI縮二脲或三聚體為原料生產(chǎn)的聚氨酯涂料，具有不泛黃、耐候性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛用于航空、汽車、建筑、木器、塑料、皮革等方面。該產(chǎn)品也用作干性醇酸樹脂交聯(lián)劑和合成纖維的原料14HDI主要性質(zhì)性狀描述：無(wú)色透明液體，稍有刺激性臭味，易燃2、聚氨酯膠黏劑的主要原料(２)多羥基化合物聚酯二醇聚醚二醇開環(huán)聚合+縮聚152、聚氨酯膠黏劑的主要原料(２)多羥基化合物聚酯二醇聚醚二醇醚鍵常見高分子主鏈的柔性規(guī)律：酯鍵柔性↑→耐低溫↑，沖擊韌性↑剛性↑→耐高溫↑，硬度↑多元醇結(jié)構(gòu)與膠黏劑性能易水解不易水解膠層耐水性好，耐低溫沖擊韌性好膠層硬度高，耐熱性好但耐水性差聚酯多元醇聚醚多元醇16醚鍵常見高分子主鏈的柔性規(guī)律：酯鍵柔性↑→耐低溫↑，沖擊韌性３、聚氨酯膠黏劑主要類型（1）多異氰酸酯：指以多異氰酸酯小分子直接作為膠粘劑。最早使用的為二異氰酸酯硫化天然橡膠或丁苯橡膠。隨后TDI、HDI和三苯基甲烷三異氰酸酯也廣泛被應(yīng)用。由于異氰酸酯分子體積小且又溶于有機(jī)溶液中，故此類膠粘劑很容易滲透到一些多孔性材料中而進(jìn)一步提高膠接強(qiáng)度。它能和被膠接物表面的水分及含水氧化物反應(yīng)導(dǎo)致界面間產(chǎn)生化學(xué)鍵，如與纖維素中的結(jié)合水反應(yīng)生成脲。毒性大、柔韌性差，不適用于結(jié)構(gòu)件的膠接。17３、聚氨酯膠黏劑主要類型（1）多異氰酸酯：指以多異氰酸酯小分３、聚氨酯膠黏劑主要類型（2）封閉型異氰酸酯：此類膠粘劑是用一種化合物（如酚類、醇類、肟類、亞硫酸氫鹽）將端基—NCO暫時(shí)保護(hù)起來(lái)，防止水或其他活性物質(zhì)對(duì)它的作用，可解決在貯存中吸收空氣中水分而固化的缺點(diǎn)。使用時(shí)可在一定溫度下釋放出異氰酸酯基而起膠接作用。18３、聚氨酯膠黏劑主要類型（2）封閉型異氰酸酯：18３、聚氨酯膠黏劑主要類型（3）預(yù)聚體型聚氨酯：?jiǎn)谓M分和雙組分兩大類單組分型：由二異氰酸酯和兩端含羥基的聚酯和聚醚，以摩爾比2:1反應(yīng)，得到端基異氰酸酯基的彈性體膠粘劑。在常溫下遇到空氣中的潮氣即產(chǎn)生固化。這種膠粘劑使用方便，具有一定的韌性，空氣中的濕度以40～90%為宜，當(dāng)加入氯化銨或尿素作為催化劑時(shí)，可室溫固化，也可加熱固化。雙組分型：一個(gè)組分是分子的端基為—NCO的預(yù)聚體，另一組分是含有活潑氫的固化劑，通常是含有—OH和—NH2的化合物或預(yù)聚體，按一定比例配合使用。根據(jù)固化劑的種類，可以室溫固化，也可以加熱固化。19３、聚氨酯膠黏劑主要類型（3）預(yù)聚體型聚氨酯：?jiǎn)谓M分和雙組分４、聚氨酯膠黏劑的生產(chǎn)通用型雙組分聚氨酯黏合劑的制備①合成聚己二酸乙二醇酯

乙二醇+己二酸②制備改性聚酯（甲組分）聚己二酸乙二醇+TDI溶劑：乙酸丁酯+乙酸乙酯+丙酮③制備三羥甲基丙烷-TDI加成物（乙組分）三羥甲基丙烷+TDI溶劑：乙酸乙酯反應(yīng)釜氮?dú)猗冖跿DI出料②乙酸丁酯、丙酮①200~210℃中間體或產(chǎn)物②③乙酸乙酯③三羥甲基丙烷①乙二醇①己二酸計(jì)量槽氮?dú)夤苈氛婵展苈坊亓骼淠髡羝淠滤览鋮s水冷卻水②聚己二酸乙二醇序號(hào)①②③表示制備過(guò)程的三個(gè)獨(dú)立階段②110~120℃③65~70℃20４、聚氨酯膠黏劑的生產(chǎn)通用型雙組分聚氨酯黏合劑的制備反應(yīng)釜氮第八章黏合劑

Chapter8Adhesives21第八章黏合劑

Chapter8Adhesive第二節(jié)合成樹脂黏合劑一、熱固性樹脂黏合劑22第二節(jié)合成樹脂黏合劑一、熱固性樹脂黏合劑2一、熱固性樹脂黏合劑主要品種三醛樹脂黏合劑酚醛樹脂PF環(huán)氧樹脂EP脲醛樹脂UF三聚氰胺甲醛樹脂MF不飽和聚酯樹脂UP聚氨酯樹脂PU三大通用熱固性樹脂23一、熱固性樹脂黏合劑主要品種三醛樹脂黏合劑酚醛樹脂PF環(huán)氧樹（三）聚氨酯黏合劑的生產(chǎn)概述１、異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)２、聚氨酯膠黏劑的主要原料３、聚氨酯膠黏劑主要類型４、聚氨酯膠黏劑的生產(chǎn)24（三）聚氨酯黏合劑的生產(chǎn)概述4概述基本概念聚氨酯膠黏劑：以多異氰酸酯和聚氨基甲酸酯（簡(jiǎn)稱聚氨酯）為主體材料的膠黏劑統(tǒng)稱為聚氨酯膠黏劑。聚氨酯樹脂：由各種異氰酸酯和含羥基化合物（如聚酯多元醇及聚醚多元醇）等通過(guò)逐步加成聚合制得的高分子化合物的統(tǒng)稱。含有氨基甲酸酯鏈的聚合物25概述基本概念含有氨基甲酸酯鏈的聚合物5概述聚氨酯膠黏劑的性質(zhì)高極性和反應(yīng)性：具異氰酸酯基（—NCO）和氨基甲酸酯基對(duì)多種材料具有極高的粘附性能，可膠接多孔性材料和表面光潔的材料耐振動(dòng)性、耐疲勞性較好耐低溫性能好26概述聚氨酯膠黏劑的性質(zhì)6概述聚氨酯膠黏劑的分類按劑型分類※水基型、熱熔型、溶劑型和無(wú)溶劑型按組成結(jié)構(gòu)分類※多異氰酸酯：指以多異氰酸酯小分子直接作為膠黏劑?！忾]型異氰酸酯：指端基被暫時(shí)反應(yīng)封閉，使用時(shí)可在一定溫度下釋放出異氰酸酯基而起膠接作用。※預(yù)聚體型聚氨酯：?jiǎn)谓M分和雙組分兩大類。27概述聚氨酯膠黏劑的分類71、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)R－N＝C＝Od-d+d-☆氨基甲酸酯☆取代脲☆酰胺☆取代脲涂料：聚氨酯樹脂ｐ196—Hasbeendiscussed異氰酸酯與醇反應(yīng)與胺反應(yīng)與水反應(yīng)與酸反應(yīng)281、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)R－N＝C＝Od-d+d-☆氨基甲酸酯☆1、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)d-d+d-與氨基甲酸酯反應(yīng)與取代脲反應(yīng)☆脲基甲酸酯☆縮二脲異氰酸酯291、異氰酸酯化學(xué)反應(yīng)d-d+d-與氨基甲酸酯反應(yīng)與取代脲反應(yīng)2、聚氨酯膠黏劑的主要原料（1）多異氰酸酯芳香族二異氰酸酯脂肪族二異氰酸酯302、聚氨酯膠黏劑的主要原料（1）多異氰酸酯芳香族二異氰酸酯脂TDI

(toluenediisocyanate)主要性質(zhì)按兩種異構(gòu)體含量的不同，工業(yè)上有三種規(guī)格的產(chǎn)品：(1)TDI-65含2,4-TDI65％，2,6-TDI35％；(2)TDI-80含2,4-TDI80％，2,6-TDI20％，最為常見；(3)TDI-100含2,4-TDI100％TDI的分子量為174.2，密度1.22（20℃），粘度3mPa·s，熔點(diǎn):TDI-65為3.5～5.5℃，TDI-80為11.5～13.5℃，TDI-100為19.5～21.5℃。沸點(diǎn)251℃。蒸汽壓為3.07Pa（25℃）。TDI毒性：呼吸刺激劑，人們長(zhǎng)期吸入會(huì)引起中毒，所以TDI濃度超過(guò)安全極限（0.1ppm）時(shí)要有高效的通風(fēng)設(shè)備。TDI應(yīng)用：TDI用于膠粘劑、涂層、密封劑、彈性體等，也是工業(yè)上生產(chǎn)軟泡沫塑料的主要原料。31TDI(toluenediisocyanate)主要性質(zhì)MDI

主要性質(zhì)MDI是固體，熔點(diǎn)37℃，室溫時(shí)有生成二聚體的趨勢(shì)。0℃貯存或40～50℃液態(tài)下貯存，可以減緩聚合反應(yīng)的進(jìn)行。MDI的分子量為250.3，密度1.19（50℃），凝固點(diǎn)37～38℃，沸點(diǎn)194～199℃，蒸汽壓約為0.0013Pa（25℃）。與TDI相比，MDI的蒸汽壓小，所以毒性較小。MDI含有兩個(gè)活性相同的異氰酸酯基。生產(chǎn)聚氨酯的主要原料，制造硬質(zhì)泡沫保溫材料、高性能軟質(zhì)泡沫塑料、反應(yīng)注射成型制品（汽車儀表板、方向盤）、膠粘劑、涂料、合成革、彈性體及合成纖維等。32MDI主要性質(zhì)MDI是固體，熔點(diǎn)37℃，室溫時(shí)有生成二聚體PAPI主要性質(zhì)PAPI具有多個(gè)官能度，可以形成交聯(lián)密度高的聚氨酯，因此可在較高的溫度環(huán)境下使用。PAPI為褐色透明液體，—NCO含量為31.5，胺當(dāng)量133.5，粘度250mPa·s/25℃，相對(duì)密度(20℃／20℃)1.2，燃點(diǎn)218℃。蒸汽壓2.13×10-7Pa（25℃）。33PAPI主要性質(zhì)PAPI具有多個(gè)官能度，可以形成交聯(lián)密度高HDI主要性質(zhì)性狀描述：無(wú)色透明液體，稍有刺激性臭味，易燃。不溶于冷水，溶于苯、甲苯、氯苯等有機(jī)溶劑。熔點(diǎn)-67℃，相對(duì)密度1.04，沸點(diǎn)130-132℃（99725Pa），閃點(diǎn)140℃，折射率1.4530。與醇、酸、胺能反應(yīng)，遇水、堿會(huì)分解。在銅、鐵等金屬氯化物存在下能聚合。用途：HDI系是脂肪族二異氰酸酯（ADI）中最重要的單體，約占ADI總需求量的60%。大部分HDI被制備成HDI縮二脲或HDI三聚體。HDI及HDI縮二脲、三聚體是生產(chǎn)聚氨酯涂料及聚氨酯彈性體的重要原料。以HDI、HDI縮二脲或三聚體為原料生產(chǎn)的聚氨酯涂料，具有不泛黃、耐候性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛用于航空、汽車、建筑、木器、塑料、皮革等方面。該產(chǎn)品也用作干性醇酸樹脂交聯(lián)劑和合成纖維的原料34HDI主要性質(zhì)性狀描述：無(wú)色透明液體，稍有刺激性臭味，易燃2、聚氨酯膠黏劑的主要原料(２)多羥基化合物聚酯二醇聚醚二醇開環(huán)聚合+縮聚352、聚氨酯膠黏劑的主要原料(２)多羥基化合物聚酯二醇聚醚二醇醚鍵常見高分子主鏈的柔性規(guī)律：酯鍵柔性↑→耐低溫↑，沖擊韌性↑剛性↑→耐高溫↑，硬度↑多元醇結(jié)構(gòu)與膠黏劑性能易水解不易水解膠層耐水性好，耐低溫沖擊韌性好膠層硬度高，耐熱性好但耐水性差聚酯多元醇聚醚多元醇36醚鍵常見高分子主鏈的柔性規(guī)律：酯鍵柔性↑→耐低溫↑，沖擊韌性３、聚氨酯膠黏劑主要類型（1）多異氰酸酯：指以多異氰酸酯小分子直接作為膠粘劑。最早使用的為二異氰酸酯硫化天然橡膠或丁苯橡膠。隨后TDI、HDI和三苯基甲烷三異氰酸酯也廣泛被應(yīng)用。由于異氰酸酯分子體積小且又溶于有機(jī)溶液中，故此類膠粘劑很容易滲透到一些多孔性材料中而進(jìn)一步提高膠接強(qiáng)度。它能和被膠接物表面的水分及含水氧化物反應(yīng)導(dǎo)致界面間產(chǎn)生化學(xué)鍵，如與纖維素中的結(jié)合水反應(yīng)生成脲。毒性大、柔韌性差，不適用于結(jié)構(gòu)件的膠接。37３、聚氨酯膠黏劑主要類型（1）多異氰酸酯：指以多異氰酸酯小分３、聚氨酯膠黏劑主要類型（2）封閉型異氰酸酯：此類膠粘劑是用一種化合物（如酚類、醇類、肟類、亞硫酸氫鹽）將端基—NCO暫時(shí)保護(hù)起來(lái)，防止水或其他活性物質(zhì)對(duì)它的作用，可解決在貯存中吸收