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聚氨酯与各种基材粘接的常温接着剂对粘接强度、耐老化性和耐候性的综合影响研究

各位朋友,各位同行,以及所有对“粘”的世界充满好奇的朋友们,大家下午好!

今天,我想和大家聊聊一个既熟悉又充满挑战的话题——聚氨酯常温接着剂在不同基材上的粘接表现,以及它在时间长河中如何抵抗岁月的侵蚀,如何在风吹日晒中保持“初心”。我们常说“千里姻缘一线?!?,这“线”放在工业领域,很多时候就是我们默默奉献的接着剂。而聚氨酯接着剂,就像一位全能选手,在各行各业都扮演着举足轻重的角色。

一、何为聚氨酯?“黏”从何来?

首先,让我们来认识一下今天的主角——聚氨酯。各位可能对这个名字有点陌生,但它却无处不在。从你脚下的运动鞋底,到你柔软舒适的沙发,甚至你汽车内饰,都有它的身影。简单来说,聚氨酯是一种高分子材料,就像乐高积木一样,由许多小分子(异氰酸酯和多元醇)组合而成,通过化学反应形成三维网状结构。这种特殊的结构赋予了聚氨酯优异的物理机械性能,使其具有优异的弹性、耐磨性、耐化学腐蚀性以及重要的——粘接性能。

那么,聚氨酯的“黏”性从何而来呢?这就像男女之间的吸引力,需要多种因素的共同作用。主要有以下几点:

  • 机械互锁: 聚氨酯分子能够渗透到基材表面的微小孔隙中,就像树根扎入土壤,形成一种“咬合”状态,提供初的抓力。
  • 化学键合: 聚氨酯中的活性基团能够与基材表面的某些官能团发生化学反应,形成牢固的化学键,这是粘接力的核心。
  • 范德华力: 聚氨酯分子与基材分子之间存在微弱的分子间作用力,虽然单个作用力很小,但数量巨大,也能贡献一部分粘接力。
  • 表面能匹配: 如果聚氨酯和基材的表面能相近,就更容易润湿和铺展,从而增加接触面积,提高粘接效果。就像一滴水滴在光滑的玻璃上,能够均匀铺开。

二、基材“千姿百态”,粘接“各显神通”

聚氨酯接着剂的应用领域非常广泛,它可以粘接各种各样的基材。但不同的基材,就像性格各异的人,需要不同的“攻略”才能成功“拿下”。

  1. 金属:钢铁硬汉也温柔

    金属材料,如钢铁、铝合金等,以其高强度和良好的耐用性而闻名。然而,金属表面通常比较光滑,且容易氧化,这给粘接带来了一定的挑战。为了提高聚氨酯在金属上的粘接效果,通常需要对金属表面进行预处理,如喷砂、化学处理等,以增加表面粗糙度,去除氧化层,并引入活性基团。

    基材 表面处理方法 粘接强度(MPa) 耐老化性(等级) 耐候性(等级) 备注
    钢材 喷砂+磷化 18 4 3 磷化处理可提高耐腐蚀性
    铝合金 阳极氧化 15 3 2 阳极氧化可增加表面粗糙度
    酸洗 12 2 1 铜易氧化,需及时粘接
    不锈钢 喷砂 16 4 3 喷砂可增加表面积
  2. 塑料:轻盈身姿也牢固

    塑料种类繁多,性能各异,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)等。不同塑料的表面能差异很大,对聚氨酯接着剂的适应性也不同。对于低表面能的塑料,如PE和PP,通常需要进行表面活化处理,如火焰处理、等离子处理等,以提高其表面能,改善润湿性和粘接性。

    基材 表面处理方法 粘接强度(MPa) 耐老化性(等级) 耐候性(等级) 备注
    PE 火焰处理 8 2 1 PE表面能低,需活化处理
    PP 等离子处理 9 2 1 PP表面能低,需活化处理
    PVC 无需处理 12 3 2 PVC易粘接
    PC 擦拭 14 4 3 PC具有良好的粘接性能
  3. 木材:天然纹理也美丽

    木材是一种天然材料,具有多孔性和粗糙的表面,这有利于聚氨酯接着剂的渗透和机械互锁。但木材的含水率会影响粘接效果,因此需要控制木材的含水率在合适的范围内。

    基材 表面处理方法 粘接强度(MPa) 耐老化性(等级) 耐候性(等级) 备注
    松木 打磨 10 3 2 松木油脂含量高,影响粘接,需打磨
    榉木 无需处理 13 4 3 榉木粘接性能良好
    橡木 打磨 12 4 3 橡木纹理美观
  4. 橡胶:柔软身躯也坚强

    橡胶具有良好的弹性,常用于制造密封件、减震器等。聚氨酯接着剂能够与橡胶形成良好的粘接,但需要选择合适的聚氨酯配方,以适应橡胶的弹性变形。

    基材 表面处理方法 粘接强度(MPa) 耐老化性(等级) 耐候性(等级) 备注
    天然橡胶 擦拭 9 3 2 天然橡胶易老化,需添加抗氧化剂
    丁腈橡胶 无需处理 11 4 3 丁腈橡胶耐油性好
    硅橡胶 硅烷偶联剂 7 2 1 硅橡胶表面能低,需使用硅烷偶联剂

三、岁月是把“杀猪刀”,耐老化性大考验

接着剂的使命不仅在于将两个物体连接在一起,更在于在漫长的时间里,保持这种连接的稳定和可靠。这就是我们所说的耐老化性。

聚氨酯与各种基材粘接的常温接着剂对粘接强度、耐老化性和耐候性的综合影响研究

接着剂的使命不仅在于将两个物体连接在一起,更在于在漫长的时间里,保持这种连接的稳定和可靠。这就是我们所说的耐老化性。

影响聚氨酯接着剂耐老化性的因素有很多,就像影响我们颜值的因素一样复杂。主要包括:

  • 温度: 高温会加速聚氨酯的分解,导致粘接强度下降。就像炎炎夏日,冰淇淋融化的速度会加快。
  • 湿度: 潮湿的环境会促进聚氨酯的水解,导致粘接失效。就像雨季,木质家具容易发霉。
  • 紫外线: 紫外线会破坏聚氨酯的分子结构,导致变色、粉化、脆化等。就像长时间暴露在阳光下,皮肤容易晒伤。
  • 化学介质: 某些化学介质,如酸、碱、溶剂等,会腐蚀聚氨酯,导致粘接强度下降。就像油漆接触到强酸会脱落。

为了提高聚氨酯接着剂的耐老化性,可以采取以下措施:

  • 选择合适的聚氨酯配方: 选择具有良好耐老化性的聚醚型或聚酯型聚氨酯。
  • 添加抗氧化剂、紫外线吸收剂等: 这些添加剂就像防晒霜,可以?;ぞ郯滨ッ馐芡饨缫蛩氐那趾Α?/li>
  • 进行表面涂层: 在聚氨酯表面涂覆一层?;げ悖梢愿衾胪饨缁肪?,延长使用寿命。

耐老化性等级划分参考标准(GB/T 16422.3-2014)

等级 性能变化
5 无明显变化,性能几乎没有下降
4 略有变化,性能略有下降
3 有明显变化,性能明显下降,但仍能满足使用要求
2 变化严重,性能严重下降,基本不能满足使用要求
1 完全失效,性能丧失,无法满足使用要求

四、风吹雨打“不低头”,耐候性是真英雄

耐候性是指材料抵抗自然气候因素影响的能力,包括阳光、雨水、风、温度变化等。对于户外使用的聚氨酯接着剂,耐候性至关重要。就像一位在战场上冲锋陷阵的战士,需要经受住各种恶劣环境的考验。

影响聚氨酯接着剂耐候性的因素与耐老化性类似,但侧重点略有不同。在耐候性方面,紫外线的影响尤为突出。紫外线会导致聚氨酯发生光氧化反应,使其表面变黄、粉化、龟裂,终导致粘接失效。

为了提高聚氨酯接着剂的耐候性,除了添加紫外线吸收剂外,还可以采用以下方法:

  • 选择耐候性好的颜料: 在聚氨酯中添加耐候性好的颜料,可以吸收或反射紫外线,减少其对聚氨酯的损害。
  • 采用表面氟化处理: 氟化处理可以在聚氨酯表面形成一层含氟的?;げ?,具有优异的耐候性和耐化学腐蚀性。
  • 使用耐候性好的罩面漆: 在聚氨酯表面涂覆一层耐候性好的罩面漆,可以提供额外的?;ぁ?/li>

耐候性等级划分参考标准(GB/T 16422.2-2014)

等级 性能变化
5 无明显变化,性能几乎没有下降
4 略有变化,性能略有下降
3 有明显变化,性能明显下降,但仍能满足使用要求
2 变化严重,性能严重下降,基本不能满足使用要求
1 完全失效,性能丧失,无法满足使用要求

五、参数“明明白白”,选择“心中有数”

在选择聚氨酯接着剂时,除了考虑基材的类型和使用环境外,还需要关注一些重要的产品参数。这些参数就像体检报告,可以帮助我们了解聚氨酯的“身体状况”,从而做出明智的选择。

  • 粘度: 粘度是指流体抵抗流动的能力,直接影响聚氨酯接着剂的施工性能。粘度过高,不易涂布;粘度过低,容易流淌。
  • 固化时间: 固化时间是指聚氨酯接着剂从液态转变为固态所需的时间。固化时间过长,会影响生产效率;固化时间过短,可能导致施工困难。
  • 拉伸强度: 拉伸强度是指材料在拉伸断裂前所能承受的大应力。拉伸强度越高,表明聚氨酯的抗拉能力越强。
  • 剪切强度: 剪切强度是指材料在剪切断裂前所能承受的大应力。剪切强度越高,表明聚氨酯的抗剪切能力越强。
  • 剥离强度: 剥离强度是指将两种粘接材料分离所需的力。剥离强度越高,表明聚氨酯的粘接力越强。
  • 邵氏硬度: 邵氏硬度是指材料抵抗硬物体压入其表面的能力。邵氏硬度越高,表明聚氨酯的硬度越大。
产品参数 数值范围 测试方法 影响因素
粘度 1000-100000 mPa·s GB/T 2794 温度、填料、分子量
固化时间 5分钟-24小时 GB/T 2795 温度、湿度、催化剂
拉伸强度 5-50 MPa GB/T 1040 聚氨酯类型、填料、交联密度
剪切强度 2-30 MPa GB/T 7124 基材、表面处理、聚氨酯类型
剥离强度 1-10 N/mm GB/T 2791 基材、表面处理、聚氨酯类型
邵氏硬度 20A-80D GB/T 531 聚氨酯类型、交联密度

六、总结:粘接“无止境”,探索“永不停歇”

各位朋友,今天的分享就到这里。希望通过今天的讲座,大家对聚氨酯常温接着剂在不同基材上的粘接表现,以及它在耐老化性和耐候性方面的表现,有了一个更清晰、更深入的了解。

粘接技术是一个充满挑战和机遇的领域。随着科技的不断发展,新的基材、新的应用场景层出不穷,对接着剂的性能提出了更高的要求。作为化工领域的从业者,我们肩负着重要的使命,需要不断学习、不断创新,开发出更高效、更环保、更耐用的聚氨酯接着剂,为各行各业的发展贡献我们的力量。

后,我想用一句古诗来结束今天的讲座:“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。在粘接技术的道路上,我们还有很长的路要走,让我们携手并进,共同探索粘接的奥秘,创造更美好的未来!

谢谢大家!

====================联系信息=====================

联系人: 吴经理

手机号码: 18301903156 (微信同号)

联系电话: 021-51691811

公司地址: 上海市宝山区淞兴西路258号

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

  • NT CAT 680 凝胶型催化剂,是一种环保型金属复合催化剂,不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物,适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

  • NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系;

  • NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,中等催化活性,比A-14活性低;

  • NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,具有延迟作用和一定的耐水解性,组合料储存时间长;

  • NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系,在该系列催化剂中催化活性强,特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系;

  • NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,具有很强的延迟效果,与水的稳定性较强;

  • NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,中等催化活性,良好的流动性和耐水解性;

  • NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,具有延迟作用;

  • NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系,可用来替代A-14,添加量为A-14的50-60%;

  • NT CAT MB20 凝胶型催化剂,可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂,活性比有机锡相对较低;

  • NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡,凝胶型催化剂,适用于聚醚型高密度结构泡沫,还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等;

  • NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂,与其他的二丁基锡催化剂相比,T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性,而且改善了水解稳定性,适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。

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