聚氨 是由 多异氰酸酯 和 聚醚多元醇 或 聚酯多元醇 在一定条件下反应所形成的高分子聚合物。聚氨 酯 的预聚体,简单地说是多异 酸酯和 多元醇 控制一定比例反应而得的可反应性半成品。聚氨酯预聚体广泛地应用于聚氨酯胶粘剂、涂料、弹性体、泡沫和纤维等诸多领域。胶粘剂、涂料预聚体技术在单、双组分涂料或胶粘剂的制备方面获得了十分广泛的应用。聚氨酯胶粘剂不但对不同被粘基材的表面有着较好的适应性,而且自身内聚能较大,具有相当高的强度。聚氨酯预聚体可作为胶粘剂的主体成分。
分类
按照末端基团的反应特性,聚氨酯预聚体可分为:端 异氰酸酯 基预聚体、端 羟 基预聚体、含封闭基团预聚体,以及含其它基团如端硅 烷基 、端 丙烯酸 酯的聚氨酯预聚体。
带有NCO端基的预聚体有时被称为 改性 多异氰酸酯 ,具有较高的反应特性,易受水分等的影响,贮存期较短;带有OH端基的预聚体称为 端羟基预聚体 ,反应活性一般,贮存期较长,通常作胶粘剂主剂用。采用含活性氢的 封闭剂 与NCO基团反应,保护预聚体中的游离NCO基团,即制得 封闭型聚氨酯预聚体 。该种预聚体配制成的涂料或胶粘剂在施工后受热解封,重新产生NCO基团,后者参与交联反应而使体系固化
制备技术
预聚体的合成方法最常用的聚氨酯预聚体是端NCO聚氨酯预聚体。端NCO基的预聚体制备的一般方法是:先脱除低聚物 多元醇 ( 聚醚多元醇 或 聚酯多元醇 等)所含的少量水分,然后在 氮气 的氛围下,边搅拌边将低聚物多元醇滴加到过量的 多异氰酸酯 中,并及时移走反应产生的热量,使反应温度控制在一定限度以内。有时根据反应的需要,可添加适当 溶剂 以调节体系的粘度,添加催化剂以控制预聚反应的速度。
端OH基聚氨酯预聚体的合成方法与端NCO基团预聚体的相似,一般是控制含 羟基 的原料稍过量。用于胶粘剂等主剂的预聚体一般是在端NCO预聚体的基础上用稍过量的 二醇 进一步扩链而得到的。影响预聚反应的因素是多方面的,除了 异氰酸酯 和低聚物 多元醇 的性质(如羟值、酸值、水分和金属离子的含量等)外,操作工艺也是主要的影响因素。端NCO基聚氨酯预聚体的稳定性还受储存容器的密封性、容器器壁性质及容器内气体的影响。有时容器内少量空气的存在会影响预聚体,尤其是 MDI 类预聚体的稳定性。有时为改善贮存稳定性,减少增粘和凝胶机会,需要添加微量 苯磺酰氯 之类的 稳定剂 。
应用
按照预聚体的反应性大致可分为单组分反应性胶粘剂、单组分非反应性胶粘剂和双组分反应性胶粘剂等三类。单组分反应性胶粘剂一般采用含活性NCO基团的或含被封闭的NCO基团的预聚体。含游离NCO基团的预聚体,通常可直接使用,或配制成室温固化的单组分湿固化聚氨酯胶粘剂或涂料。在制备用于单组分胶粘剂的预聚体时,无论是在本体或溶液形式,通常在 聚酯多元醇 与TDI或 MDI 的扩 链反应 中控制NCO与OH基团的摩尔比大于1,使得反应产物中的游离NCO含量控制在一定水平。端NCO基预聚体可用于胶粘剂、涂料、浸渍剂等许多领域。将聚氨酯预聚体与废旧轮胎橡胶粒子混合,浇制成用于幼儿园等公共场合的弹性垫,是湿固化聚氨酯预聚体用作橡胶颗粒粘合剂应用的一个典型例子。