一、PUR熱熔膠 概念--濕氣固化反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠
1.1概念
PUR(Polyurethane Reactive),中文全稱為濕氣固化反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠．主要成分是端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚體．PUR的粘接性和韌性(彈性)可調(diào)節(jié),并有著優(yōu)異的粘接強(qiáng)度,耐溫性,耐化學(xué)腐蝕性和耐老化性.近年來(lái)已成為膠粘劑產(chǎn)業(yè)的重要品種之一。現(xiàn)廣泛應(yīng)用于包裝、木材加工、汽車(chē)、紡織、機(jī)電、航空航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。
1.2 PUR--反應(yīng)型PU膠性質(zhì)
反應(yīng)型熱熔膠是在抑制化學(xué)反應(yīng)的條件下，加熱熔融成流體，以便于涂敷；兩種被粘體貼合冷卻后膠層凝聚起到粘接作用；之后借助于空氣中存在的濕氣和被粘體表面附著的濕氣與之反應(yīng)、擴(kuò)鏈，生成具有高內(nèi)聚力的高分子聚合物，使粘合力、耐熱性、耐低溫性等顯著提高。由于其具有極高的反應(yīng)活性，因而對(duì)多種材質(zhì)顯示出極好的粘接性，廣泛應(yīng)用于洗衣機(jī)頂蓋板、消毒柜頂蓋板、書(shū)籍裝訂、汽車(chē)車(chē)燈、家具封邊、制鞋等的粘接。
PUR膠粘劑是分子結(jié)構(gòu)中含有極性和化學(xué)活潑性的氨酯基(-NHCOO-)或異氰酸酯基(-NCO), 與含有活潑氫的材料,如木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料和塑料、金屬、玻璃、橡膠等表面光潔材料都有著優(yōu)良的粘合力。
1.3 聚氨酯熱熔膠的類型
按化學(xué)性質(zhì)，聚氨酯熱熔膠可分為兩類，一類是熱塑性聚氨酯熱熔膠，另一類是反應(yīng)型聚氯酯熱熔膠。前者加熱液化后靠冷卻固化，后者加熱液化后通過(guò)冷卻與濕氣反應(yīng)交聯(lián)固化。熱塑性聚氨酯熱熔膠又稱為熱熔型聚氨酯熱熔膠（TPU）。而反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠（PUR）又可分為濕固化型聚氨酯熱熔膠和封閉型聚氯酯熱熔膠。
聚氨酯熱熔膠還有其他的分類標(biāo)準(zhǔn)，如按形狀，可分為膠膜、膠帶以及粉末3種類型。溶液在所需粘接的材質(zhì)表面揮發(fā)后而成為熱熔膠膜。膠帶是有增強(qiáng)材料或載體作背襯，而膠膜則由膠粘劑自身支撐。
二、與同類產(chǎn)品的區(qū)別與聯(lián)系
過(guò)去大多數(shù)熱熔膠是采用乙烯一醋酸乙烯(EVA)、聚酯、聚酰胺等熱熔性樹(shù)脂制備的。由于EVA與聚酯熱熔膠的強(qiáng)度及彈性較差，不能承受太大的外力；又由于聚酰胺熱熔膠的熔點(diǎn)與硬度較高，因此在使用方面受到一定限制。而聚氯酯作為熱熔膠也一直被認(rèn)為不太成功，因其氨基甲酸酯鍵在應(yīng)用溫度下不穩(wěn)定，因此聚氨酯熱熔膠品種少，應(yīng)用領(lǐng)域也比較窄。近年各國(guó)對(duì)聚氨酯熱熔膠的研究又活躍起來(lái)，使得熱熔膠在品種與性能方面又有新的發(fā)展。
與EVA熱熔膠,水性/溶劑型粘合劑相比,PUR具有如下優(yōu)點(diǎn):
1 無(wú)溶劑,一液型。不象溶劑型膠粘劑那樣需有干燥過(guò)程,沒(méi)有因溶劑存在的環(huán)境污染和中毒問(wèn)題,滿足環(huán)保要求。粘接工藝簡(jiǎn)便,可采用滾筒涂敷或噴涂等施膠方法.
2 操作性良好。在短時(shí)間內(nèi)即可將兩被粘體固定,故可快速將裝配件轉(zhuǎn)入下道加工工序,提高工效。
3 耐熱、耐寒、耐水蒸氣、耐化學(xué)品和耐溶劑性能優(yōu)良。與普通熱熔膠相比,由于反應(yīng)型熱熔膠的交聯(lián)結(jié)構(gòu)使所列性能以及粘接強(qiáng)度大幅度提高。
三、聚氨酯熱熔膠的固化機(jī)理
3.1 熱塑性聚氨酯熱熔膠
熱塑性聚氯酯熱熔膠采用聚酯多元醇較多，因物理性能較聚醚多元醇制得的膠性能優(yōu)異，多異氰酸酯采用MDl及HDI(不變色)。熱塑性聚氧酯與著色劑、增塑劑、穩(wěn)定劑等添加劑摻混后制成膠膜、膠帶或粉末。過(guò)去這類膠多用于織物復(fù)貼及復(fù)合薄膜的層壓粘接。經(jīng)改性后，它可用于粘接多孔性、表面光潔或粗糙的多種材料，如玻璃、金屬、織物和皮革等，還可用于電子儀器指示部位上的液晶盒的安裝。粘接紡織品的剝離強(qiáng)度為39～49kN/m，同時(shí)耐水洗及干洗性良好，可用于紡織品和玻璃的粘合。
3.2 反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠
1984年美國(guó)市場(chǎng)上出現(xiàn)反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，標(biāo)志著聚氯酯熱熔膠技術(shù)的新發(fā)展。
3.2.1濕固化型聚氨酯熱熔膠
濕固化型聚氨酯熱熔膠是以端-NCO基預(yù)聚物為基料，配以與異氰酸酯基不反應(yīng)的熱塑性樹(shù)脂、增粘樹(shù)脂、抗氧劑、催化劑、填料等添加劑而成。把膠粘劑加熱熔融成流體，涂布在被粘基材表面，將2個(gè)被粘物貼合，冷卻后形成粘接，之后利用空氣中的濕氣或被粘基材中的微量水分及其他含活潑氫的化合物與NCO基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)、擴(kuò)鏈，生成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且具有高內(nèi)聚力的聚合物，使粘接力進(jìn)一步增強(qiáng)。異氰酸酯中的-NCO基團(tuán)極易與含活潑氫的化合物反應(yīng)。
3.2.2封閉型聚氨酯熱熔膠
將聚氨酯預(yù)聚體中的端-NCO基團(tuán)在一定條件下用封閉劑封閉起來(lái)，就形成封閉型預(yù)聚體。實(shí)際上就是把游離的-NCO基團(tuán)保護(hù)起來(lái)，使其在常溫下沒(méi)有反應(yīng)活性，增加了膠的貯存穩(wěn)定性：當(dāng)加熱到一定溫度時(shí)封閉劑發(fā)生離解，活性的-NCO基團(tuán)再生，可與含活性氫化合物如多元醇、胺、水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而交聯(lián)。常用的封閉劑有肟類、酚類、醇類亞硫酸氫鈉、吡咯烷酮等。
四、反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠的應(yīng)用
由于封閉劑的解離溫度多在100℃以上，往往會(huì)引起膠層產(chǎn)生氣泡，所以封閉型聚氨酯熱熔膠僅用于維護(hù)處理等。而濕固化反應(yīng)型熱熔膠雖具有優(yōu)異性能，但由于它在制造、貯運(yùn)和施膠時(shí)必須嚴(yán)格隔離濕氣，使其推廣受到一定限制。近年來(lái)，由于技術(shù)和設(shè)備的突破性進(jìn)展逐漸解決了這些問(wèn)題，應(yīng)用正逐漸增多。
總的來(lái)說(shuō)，熱熔型聚氯酯獲得應(yīng)用的原因是：使用可靠性強(qiáng)，均勻性好，粘合工藝簡(jiǎn)單，浪費(fèi)少(未用完的膠可保存以后再用)。此外，由于熱熔膠不使用有機(jī)溶劑，不會(huì)污染環(huán)境，從而受到用戶的歡迎。
聚氨酯熱熔膠能設(shè)計(jì)為不同的牌號(hào)規(guī)格，其初粘時(shí)間由幾秒到幾十分鐘內(nèi)可調(diào)，膠膜屈服強(qiáng)度可達(dá)13.7MPa，伸長(zhǎng)率可達(dá)600％。這種產(chǎn)品可以適應(yīng)從大板涂布到自動(dòng)生產(chǎn)線涂布的變化，在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)用于多種行業(yè)。
反應(yīng)型PU熱熔膠的應(yīng)用最為廣泛。反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠不僅可以膠接多孔性的材料，如泡沫塑料、陶瓷、木材、織物等，而且可以膠接表面光潔的材料，如鋼、鋁、不銹鋼、金屬箔、玻璃、塑料、皮革以及橡膠等。它還具有相當(dāng)高的內(nèi)聚強(qiáng)度，可以根據(jù)需要調(diào)整原料的配比，以獲得從柔性至剛性的系列膠粘劑。
反應(yīng)型聚氧酯熱熔膠的特性主要是可以在環(huán)境條件下固化，比傳統(tǒng)熱熔膠的應(yīng)用溫度低?？傊@是一種綜合性能較好的熱熔膠，并在以下行業(yè)得到應(yīng)用：
(1) 汽車(chē)結(jié)構(gòu)和零部件，如擋風(fēng)玻璃密封及燈具組裝：
(2) 紡織業(yè)及制鞋業(yè)，如織物接縫粘接及鞋底粘接，具有耐水性以及柔軟舒適等優(yōu)點(diǎn)：
(3) 書(shū)籍無(wú)線裝訂，由于膠層柔韌，可使書(shū)籍翻啟時(shí)平整度高，并防止閱讀時(shí)在裝訂處形成凹槽或書(shū)本突然合上，比EVA裝訂更具優(yōu)越性；
(4) 食品包裝業(yè)，能承受食品衛(wèi)生規(guī)定的高、低溫消毒處理i
(5) 木材加工及家具行業(yè)，膠層耐水、耐老化性良好，且不污染和腐蝕木材：
(6) 電子及電器行業(yè)，膠層快速固化，無(wú)須配膠，固化收縮率小，特別適合于電子電器行業(yè)精密元器件粘接。
五、反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠存在的問(wèn)題和展望
5.1 存在的問(wèn)題
盡管反應(yīng)性聚氨酯熱熔膠的性能特點(diǎn)非常突出，但目前仍存在一些技術(shù)問(wèn)題需要解決，如：降低熔融溫度和熔融黏度；提高初粘力，縮短定位時(shí)間；增強(qiáng)產(chǎn)品的柔韌性、耐熱性和阻燃性等。另外，制備工藝和設(shè)備、涂膠設(shè)備等目前還缺乏和不完善，成本也比較高。
5.2展望
反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠作為新一代性能優(yōu)異的膠粘劑，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景?；诂F(xiàn)在的研究成果，下一步應(yīng)該著重于提高其綜合性能、改善熱熔膠的耐蠕變性、提高柔韌性、降低熔融黏度以及提高耐熱性和阻燃性等方面的研究。同時(shí)，應(yīng)該完善制備工藝和涂膠設(shè)備。這種高性能的環(huán)保綠色膠種不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值，而且對(duì)推動(dòng)全民綠色消費(fèi)具有積極意義。
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