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涂料技术

环保型聚氨酯胶粘剂的研究

时间:2011-04-15 10:33:10 来源: 作者:王检 点击:
摘要:综述了聚氨酯材料的发展历程,对环保型聚氨酯胶粘剂进行了分类,介绍了水性聚氨酯胶粘剂、无溶剂聚氨酯胶粘剂、醇溶性聚氨酯胶粘剂等聚氨酯材料的特点及其研究进展,着重介绍了醇溶性聚氨酯胶粘剂,并对其发展作了展望。

关键词:聚氨酯;环保型;胶粘剂;进展

0引言

聚氨酯是一种发展迅速的高分子材料,由于原料品种的多样化以及分子结构的软硬段可调,可以制成泡沫、涂料、塑料、弹性体、胶粘剂、纤维等多种形式的产品。它广泛应用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工、纺织等部门,产量与品种与日俱增,在材料工业中现已经占有相当重要的地位。世界上很多国家都投入到聚氨酯的研究中并竞相发展聚氨酯工业。

聚氨酯胶粘剂最早于1947年应用于军事领域,由拜耳公司将三苯基甲烷三异氰酸酯成功地应用于金属与橡胶的粘接,使用到坦克的履带上,为聚氨酯胶粘剂工业奠定了基础,聚氨酯胶粘剂是一种中高档胶粘剂,具有优良的柔韧性、耐冲击性、耐化学品性、耐磨性,最重要的是它的耐低温性。通过调节原料和配方,可以设计出适合各种材料间的粘接、各种不同用途的多类型聚氨酯胶粘剂。20世纪80年代后,其发展迅速,现已成为一个品种繁多、应用广泛的行业。它使用方便,既可加热固化,也可室温固化,已广泛应用于复合薄膜、制鞋、织物、皮革、木材、汽车、土木建筑、磁带等工业部门及民用领域,近年来成为国内外发展最快的胶粘剂品种。其在铁路建设上的应用引人注目,如无砟轨道铺设(高铁工程技术的发展方向),单轨每5m嵌入一个凸型挡台,每个挡台两边各需灌注聚氨酯胶粘剂约17.8kg,每公里双轨无砟轨道建设需聚氨酯灌封胶粘剂7t以上。除了在铁路铺设方面外,高速列车的生产对于聚氨酯胶粘剂的需求也大大增加,聚氨酯在车厢上承担着玻璃粘接、地板粘接、嵌缝填充、密封防水等各种必不可少的作用,在车辆上,以动车组CRH为例,单节车厢用聚氨酯胶约84.07L(折算约合为109.3kg),主要应用于车窗玻璃的粘接密封及部分填充部位的密封。

目前聚氨酯胶粘剂以溶剂型为主。国内食品包装复合膜行业中使用的胶粘剂绝大部分是溶剂型,因此存在对环境的污染和安全问题,并且耗用大量能源。据估算仅食品包装行业每年排放到大气中的有机溶剂就超过40万t。有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染,具有或多或少的毒性。溶剂型粘合剂在生产过程中排放的溶剂不仅会污染空气,直接危害操作工人的健康,而且最终仍会有小部分溶剂无法排除,残留在食品包装中危害消费者的健康。这比食品本身的安全隐患更可怕。欧、美已立法限制溶剂型胶粘剂的使用量。美国环保局规定每加仑胶粘剂在涂布作业中,不得散发2.9磅以上的溶剂。而在国内涂布业中使用的溶剂型胶粘剂固含量一般在25%,溶剂挥发量为每加仑6磅左右。近10多年来,保护地球环境的舆论压力与日俱增,客观因素促使世界各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行环保型聚氨酯胶粘剂的开发。

环保型聚氨酯胶粘剂主要包括水性聚氨酯胶粘剂、无溶剂聚氨酯胶粘剂、醇溶性聚氨酯胶粘剂等。

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