聚氨酯预聚体胶黏剂具有粘合强度高、低温性能优异、耐冲击性能及耐化学药品性能好等优点,得到广泛的应用。然而在使用多异氰酸酯合成聚氨酯预聚体胶黏剂的过程中,微量水分与RNCO反应而产生CO2气体,使胶层形成气泡, 影响粘接强度。通过添加过量异氰酸酯、抽真空等技术可除去生成的气体,大大提高聚氨酯预聚体胶黏剂的相关性能。目前所采用的消泡方法主要有以下几种。

1.原料预处理

    在合成聚氨酯预聚体胶黏剂的过程中为了减少CO2气泡,可以采用先对反应釜(或反应器)中的聚酯或聚醚进行熔融真空脱水处理,如[1,2]将 聚氧四亚甲基二醇(PTMG-1000)、1,4―丁二醇 (1,4-BD)和二月桂酸二丁基锡(DBTDL)体系加 热熔融,搅拌升温到90~100℃抽真空2h,降温到 60℃以下后与异氰酸酯反应。在投料时先加入多异氰酸酯,后将经过脱水处理的聚酯或聚醚滴入反应装置中,可以减少气泡的产生、有利于反应 热的移走及温度的调控。注意,在透明聚氨酯预 聚体胶黏剂的合成中,所有原材料中水分含量都要达到聚氨酯级(<0.02%)[2]。

2.抽真空法

    在合成聚氨酯预聚体胶黏剂的过程中,采取抽真空使气泡内的气体逸出,达到消除气泡的目的。此方法的难点在于反应装置的密封问题,大批量的生产线中可将整个反应系统置于一个真空环境中进行。

3.加入添加剂法

    将CO2吸收剂或吸附剂掺入胶黏剂中,可脱 除CO2,可用的吸附剂有炭黑、PVC糊树脂、氧化钙、氢氧化钙等[3]。要求吸附剂不含水分、颗粒微细,如以50～500um的氧化钙微分散体做吸收剂为宜。

4.用沸石分子筛消泡

    水分子的临界直径为0.27～0.32nm,分子长 度为0.32nm,CO2分子的临界直径为0.28nm,分 子长度0.41nm。在合成聚氨酯预聚体胶粘剂(用 PTMG与TDI)。在10℃、相对湿度40%、分子筛 含量达到3%时,合成聚氨酯预聚体胶黏剂不出 现气泡[4]。

    在聚氨酯预聚体胶黏剂的消泡中经常使用13X型的活化后的沸石分子筛,它的标准化学式为Na86(Al86Si106O384)・264H2O,它的活化温度在 200~350℃。13X分子筛可以消除聚氨酯胶黏剂中的微量水分、吸收多异氰酸酯与水反应产生的二氧化碳。

5.溶剂消泡法

    合成聚氨酯预聚体胶黏剂时,用聚酯多元醇时一般用乙酸乙酯或丙酮作溶剂,用聚四氰呋喃时用甲苯作溶剂,加入溶剂后需静置一段时间方可消泡。使用溶剂消泡时溶剂的表面张力对气泡消除有较大影响[5],表面张力小 (35×10-3N/m以下),气泡易消除,表面不易起泡。选择溶剂时要注意溶剂对反应的影响,溶剂的极性越大,越易与―OH基形成氢键缔合,从而 降低―NCO基与―OH基的反应活性。