聚氨酯預聚體

按照末端基團的反應特性,聚氨酯預聚體可分為:端異氰酸酯基預聚體、端羥基預聚體、含封閉基團預聚體,以及含其它基團如端硅烷基、端丙烯酸烷酯的聚氨酯預聚體。

帶有NCO端基的預聚體有時被稱為改性多異氰酸酯,具有較高的反應特性,易受水分等的影響,貯存期較短;帶有OH端基的預聚體稱為端羥基預聚體，反應活性一般,貯存期較長,通常作膠粘劑主劑用。採用含活性氫的封閉劑與NCO基團反應,保護預聚體中的遊離NCO基團,即製得封閉型聚氨酯預聚體。該種預聚體配製成的塗料或膠粘劑在施工後受熱解封,重新產生NCO基團,後者參與交聯反應而使體系固化

預聚體的合成方法最常用的聚氨酯預聚體是端NCO聚氨酯預聚體。端NCO基的預聚體制備的一般方法是: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,然後在氮氣的氛圍下,邊攪拌邊將低聚物多元醇滴加到過量的多異氰酸酯中,並及時移走反應產生的熱量,使反應温度控制在一定限度以內。有時根據反應的需要,可添加適當溶劑以調節體系的粘度,添加催化劑以控制預聚反應的速度。

端OH基聚氨酯預聚體的合成方法與端NCO基團預聚體的相似,一般是控制含羥基的原料稍過量。用於膠粘劑等主劑的預聚體一般是在端NCO預聚體的基礎上用稍過量的二元醇進一步擴鏈而得到的。影響預聚反應的因素是多方面的,除了異氰酸酯和低聚物多元醇的性質(如羥值、酸值、水分和金屬離子的含量等)外,操作工藝也是主要的影響因素。端NCO基聚氨酯預聚體的穩定性還受儲存容器的密封性、容器器壁性質及容器內氣體的影響。有時容器內少量空氣的存在會影響預聚體,尤其是MDI類預聚體的穩定性。有時為改善貯存穩定性,減少增粘和凝膠機會,需要添加微量苯磺酰氯之類的穩定劑。

聚氨酯預聚體廣泛地應用於聚氨酯膠粘劑、塗料、彈性體、泡沫和纖維等諸多領域。

膠粘劑、塗料預聚體技術在單、雙組分塗料或膠粘劑的製備方面獲得了十分廣泛的應用。聚氨酯膠粘劑不但對不同被粘基材的表面有着較好的適應性,而且自身內聚能較大,具有相當高的強度。聚氨酯預聚體可作為膠粘劑的主體成分。按照預聚體的反應性大致可分為單組分反應性膠粘劑、單組分非反應性膠粘劑和雙組分反應性膠粘劑等三類。單組分反應性膠粘劑一般採用含活性NCO基團的或含被封閉的NCO基團的預聚體。含遊離NCO基團的預聚體,通常可直接使用,或配製成室温固化的單組分濕固化聚氨酯膠粘劑或塗料。在製備用於單組分膠粘劑的預聚體時,無論是在本體或溶液形式,通常在聚酯多元醇與TDI或MDI的擴鏈反應中控制NCO與OH基團的摩爾比大於1,使得反應產物中的遊離NCO含量控制在一定水平。端NCO基預聚體可用於膠粘劑、塗料、浸漬劑等許多領域。將聚氨酯預聚體與廢舊輪胎橡膠粒子混合,澆製用於幼兒園等公共場合的彈性墊,是濕固化聚氨酯預聚體用作橡膠顆粒粘合劑應用的一個典型例子。