车灯用反应型聚氨酯热熔胶的研制.pdf

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化
进展
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
2010年第29卷第1期
研究开发
车灯用反应型聚氨酯热熔胶的研制
叶青,陆振飞,李健,何彬,韩新稳
(中国科学院理化技术研究所嘉兴工程中心,浙江.嘉兴314000)
摘要:以多元醇、二苯基甲烷4,4-二异氣酸酯(MDI)为原料,合成了湿固化反应型聚氨酯热熔胶黏剂用于汽
车车灯粘接,研究了胶黏剂的黏度、黏度稳定性和初黏力等性能。结果表明,当高结晶性聚酯和热塑性聚酯用量
在10%和15%时,胶黏剂剥离强度达到980N/25mm,耐热性达到180℃,满足了汽车灯具密封与装配的要求
关键词:聚氨酯;热熔胶;反应性;车灯
中图分类号:TQ433.4文献标识码:A文章编号:1000-6613(2010)01-0108-05
Preparation of reactive polyurethane hotmelt adhesive for auto-lamps
YE Qing, LU Zhenfei, LI Jian, HE Bin, HAN Xinwen
Jiaxing Engineering Center of TIPC, CAS, Jiaxing 314000, Zhejiang, China
Abstract: Moisture-curable polyurethane hot-melt adhesives for auto-lamps were synthesized from
polyol and diphenyl methane-4, 4-diisocyanate(MDI). The viscosity, viscosity stability and green
strength of the adhesive were studied. The peel strength was 980 N/25 mm and thermal resistance
was 180C when the crystalline polyester content was 10% and the thermoplastic polyester content
was 15%. The hotmelt adhesive is satisfied with the requirements of auto-lamps sealing and
assembling
Key words: polyurethane; hot-melt adhesive; reactive; auto-lamps
在传统的车灯粘接应用中,通常使用普通热熔胶具有更好的耐高温、耐溶剂和耐水性能2到。选
胶与单组分硅硐胶。热熔胶固化快,适合于大批量用PUR作为车灯用胶具有热熔胶与单组分硅胶的
工业化生产。但普通热熔胶属于热塑性产品,在较优点:与普通热熔胶类似,PUR胶使用时通过熔胶
热环境下强度著降低,易造成漏水和开胶;单组机加热熔化涂布于车灯上,并迅速冷却固化,达到
分硅酮胶虽然在高低温性能方面有所改善,但它初较高的初始粘接强度,被粘件可以进行移动、装配
黏力差,涂胶后器件往往需要放置数小时不能移动,等各种操作。然后在产品的保存或运输过程中,PUR
占用场地并延长交货时间。因此,开发新型车灯用胶会继续与空气中的水分反应,进一步加大固化程
胶一直是研发热点川
度,成为高强度、耐温、耐溶剂侵蚀的胶体。国外
反应性聚氨酯热熔胶(简称PUR胶)由单组分、已有PUR胶应用于车灯粘接的报道中,而国内尚属
无溶剂的端异氰酸基的预聚物配以相应的助剂制空白。本研究采用两步法用聚多元醇、MDI和热
备而成。其主要成分是由聚酯多元醇和一异氰酸酯塑性树脂,合成了车灯用湿固化聚氨酯热熔胶黏剂。
合成的端异氧酸酯基预聚物,熔融施胶后能够快速并研究了各种组分对胶的黏度、初黏力和耐热性等
固化,具有较好的初黏强度;在后固化过程中湿气性能的影响。
扩散进入胶黏剂,与预聚物端基的异氰酸酯发生反
应形成脲、缩二脲和脲基甲酸酯,使线性的预聚物
收稿日期:2009-06-18:修改稿日期:2009-09-22
第一作者简介:叶青(1979-),男,工程斾,从事聚氨酯热熔胶产
低分子形成交联的大分子结构,从而比传统的热熔
品开发。E-mailhdpolymer@l26.com
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第1期
叶青等:车灯用反应型聚氨酯热熔胶的研制
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实验部分
表1实验所用材料来源
名称
规格
生产商
1.1材料
塑性聚酯
PBS-1105
中科院理化技术研究所
实验所用材料见表
聚酯多兀醇CMA-44、CMA-654
?台华大公司
1.2反应原理
EVA树脂
210ET、40W
日本三井住友
PUR胶的合成是一个化学反应与物理混合相
丙烯酸树脂
E2013
英国璐彩特化工
结合的过程,化学反应是指异氰酸酯与多元醇类化
高结晶性聚酯
PHA-3000
中科院理化技术研究所
合物的反应,其中异氰酸酯使用的是二苯基甲烷
催化剂
月桂酸二丁基锡(DBIL)上海化学试剂
异氰酸酯(筒称MDI),而多元醇类化合物是指分
萜烯树脂
T-100
福建清流县香料丿
子量在1000~3000的聚脂和聚醚,反应方程式如图
抗氧剂
1010
北京化工三厂
1所
抗紫外剂
UV-328
瑞士汽巴精化
(O-HOFCH CHOR OH
二异氰酸酯,MDI
多元醇
ON
NHCOX(,CH
端异氰骏酯预聚物
图1预聚物合成反应原理
在这个反应过程中,严格控制异酸酯与多元醇进行涂胶,一只灯具涂胶时间约15s,涂胶后稍加
的摩尔比,使异氰酸基团适当过量?,即得到由异压力压合后即转入下道工序。为防止在这个过程中
氰酸酯封端的线性聚氨酯预聚物。该预聚物在熔融状出现漏胶、淌胶和开胶的问题,用户对车灯热熔胶
态下加入各种辅料,包括增黏树脂、润湿剂、抗氧剂、的初黏力和开放时间要求较高。由多元醇与MDI
紫外线吸收剂、黏度稳定剂、催化剂、紫外线吸收剂反应生成的端一NCO线型预聚物是PUR胶的主要
等助剂,混合均匀后即得到最终产物PUR胶。
成分,熔化涂胶后,利用预聚物中聚酯软段的快速
1.3合成步骤
结晶而提高湿固化聚氨酯热熔胶的初黏强度,因此
将事先脱水的聚酯多元醇放入带有搅拌器及温
度计的三口瓶中,加热至80℃后,加入计算量的
预棗体的结晶度对湿固化热熔胶的初黏性能和开放
MDL,在反应温度下反应3h,然后在氮气环流下依时间影响较大,高结晶度预聚物能表现出更好的初
次加入预先干燥的热塑性树脂、增黏树脂、润湿剂、
黏性能?。本文采用在已有预聚物基础上加入长链
抗氧剂、催化剂和少量抑泡剂,搅拌均匀后出料,
高结晶性聚酯二醇来提高初黏力和缩短开放时间。
密封保存,同时取样分析NCO含量。
其效果如表2所示。
1.4检測方法
如表2所示,加入高结品性聚酯后,PUR胶的
胶黏剂熔融黏度用上海地学仪器研究所的初黏力明显升高,同时开放