反应性聚氨酯热熔胶

1、概述

普通热塑性聚氨酯热熔胶固化后胶层不耐高温，且可溶解，因而其应用受到限制。为克服普通热熔胶的缺点，开发了反应性聚氨酯热熔胶（也称湿固化热熔胶）。

反应性聚氨酯热熔胶一般是以NCO端基预聚体作基料，配以与异氰酸酯基不反应的热塑性树脂和增黏树脂以及抗氧剂、催化剂、填料等添加剂配制而成。粘接时，胶黏剂加热熔融成流体而涂覆施胶，两种被粘体贴合后胶层冷却凝聚马上获得初始粘接力；而后胶层中的活泼NCO基团再与空气中的湿气、被粘物表面附着的水分以及活泼氢基团反应，产生化学交联固化，使粘接力、耐热性等显著提高。它既有热熔胶黏剂无溶剂、初黏性高、固化迅速等特性，又有反应性胶黏剂的耐水、耐温、耐蠕变、耐湿和耐介质等性能。

由于湿固化反应性热熔胶的优异性能，在原来采用热熔胶或反应性胶黏剂进行粘接的场合，有可能转而采用湿固化反应性热熔胶完成粘接作业。只是由于它在制造、贮存和施胶时必须严格隔离湿气之故，使其推广受到一定限制，迟迟未能大量商品化。近年来，由于技术和设备的突破性进展逐渐克服了这些问题，已部分代替了普通热熔胶。今后其应用将会更加广泛。

2、反应性聚氨酯热熔胶组成及性能

反应性聚氨酯热熔胶主要由结晶性端NCO聚氨酯预聚体、热塑性树脂、增黏树脂、催化剂、填料及添加剂等组成。

结晶性聚氨酯预聚体是湿固化聚氨酯热熔胶的重要成分，其特性决定着热熔胶最终的使用性能和使用范围。聚氨酯预聚体中的软段基本采用结晶性的聚醚二醇（PTMEG）或聚酯二醇（PBA/PHA等），其结晶性对热熔胶最终的使用性能产生很大影响。

纯的聚氨酯热熔胶物化性能比较单一，成本高，且不能满足更广泛的应用。为了缩短湿固化聚氨酯热熔胶的固化时间，改善其固化性能，一般需加入热塑性树脂，如乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）、聚苯乙烯（PS）低聚物、热塑性聚氨酯、结晶性或无定形聚丙烯酸酯、聚酯树脂等。在聚氨酯预聚体中加入一定量的EVA，可以促使湿固化聚氨酯热熔胶快速固化定位，起到隔离湿气、保护NCO基、延长贮存稳定性的作用。但EVA中的乙烯基含量不能太高，否则影响与聚氨酯预聚体的相容性。用于聚氨酯热熔胶的增黏树脂见7.4.2小节。 为加快湿固化聚氨酯热熔胶快速固化，须加入很少量的催化剂。金属有机物的加入对胶的贮存稳定影响很大。例如一种含有醚基和吗啉基团的催化剂用量在0.1%～0.15%之间，就能有效地保证施胶后快速固化，同时又不影响胶的贮存稳定性。又如N，N-二甲基乙醇胺作为催化剂会先与聚氨酯预聚体中部分的NCO基反应，这样就能避免在熔融施胶的时候因催化剂的挥发而影响固化速率，用量介于0.005%～0.1%，对热熔胶的贮存稳定影响不大。

填料的加入不仅能降低成本，也能减小固化收缩率和热膨胀系数，甚至会提高力学性能。常用的填料有碳酸钙、滑石粉、炭黑、钛白粉及云母等。另外根据实际需要还可以选择性地加入与主组分相容的添加剂，如稳定剂、除泡剂、触变剂、紫外吸收剂、粘接促进剂、阻燃剂、颜料、抗氧剂及结晶成核剂等。

3、含其他反应基团的聚氨酯热熔胶

除了端NCO基聚氨酯预聚体为基础的反应性聚氨酯热熔胶，还有一些含其他反应性基团的预聚体制成的反应性聚氨酯热熔胶。有的处于研究阶段，有的已经商业化应用。

前面介绍的端烷氧硅基聚氨酯预聚体是一种湿固化硅烷化聚氨酯预聚体，它可以用于制造反应性热熔胶，除了不产生气泡外，还可降低极性聚氨酯胶黏剂的表面能，实现对低极性材料的浸润粘接。

用2-巯基乙醇等含SH基团的化合物与端NCO基聚氨酯预聚物反应得到端SH的聚氨酯热熔胶，施胶后巯基再氧化生成双硫键而固化交联，其对环境湿气无苛刻要求，从而避免了CO2的产生，贮存稳定性也有所提高。

有一种反应性热熔胶，其成分包括：一半以上NCO基团被封闭的端NCO聚氨酯预聚体，热塑性聚氨酯树脂、无羟基的聚酯树脂，还添加了聚合物多元胺或聚合物多元醇或羟基化环氧树脂等。这种热熔胶固化后有高的热稳定性，优异的耐低温性、耐湿气和贮存稳定性。