聚氨酯結(jié)構(gòu)膠簡(jiǎn)介
　　結(jié)構(gòu)型膠粘劑的定義是指應(yīng)用于受力結(jié)構(gòu)件膠接場(chǎng)合，能承受較大動(dòng)負(fù)荷、靜負(fù)荷并能長(zhǎng)期使用的膠粘劑。通俗地講，結(jié)構(gòu)型膠粘劑就是代替螺栓、鉚釘或焊接等形式用來接合金屬、塑料、玻璃：木材等的結(jié)構(gòu)部件，屬于長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受大載荷、而性能仍可信賴的膠粘劑。
　　人們對(duì)結(jié)構(gòu)用環(huán)氧樹脂膠粘劑早已熟悉，但結(jié)構(gòu)用聚氨酯膠粘劑的應(yīng)用還屬逐漸被認(rèn)識(shí)。聚氨酯系由硬、軟段組成的嵌段共聚甲。硬段分子提供剪切、剝離強(qiáng)度和耐熱性能，軟段分子則有耐沖，擊、耐疲勞等特性。調(diào)節(jié)硬、軟段的組成或者結(jié)構(gòu)，可制得強(qiáng)度符合要求的多種結(jié)構(gòu)用聚氨酯膠粘劑
結(jié)構(gòu)膠粘劑的發(fā)展歷程
　　結(jié)構(gòu)型聚氨酯膠粘劑從開始用于汽車的FRP(纖維增強(qiáng)塑料)至今，20多年來取得很大進(jìn)展。目前除在汽車行業(yè)中得到應(yīng)用外，還廣泛用于水上運(yùn)載工具[用于FRP甲板與船殼的粘接以及粘接SMC(板材模型復(fù)合材料)塔架、SMC水閘等，這些粘接件具有優(yōu)異的耐振動(dòng)性和耐沖擊性]，電梯(電梯間的門、壁鑲板的粘接)，凈化槽(FRP凸緣、隔板的粘接)，浴池(SMC-瓷磚、天花板—瓷磚的粘接)，以及住宅(外裝飾材料水泥預(yù)制件之間的粘接)等領(lǐng)域。
　　(1)汽車部件的粘接 最初成功地作為聚氨酯結(jié)構(gòu)膠用于汽車者是美國(guó)Coodyesr公司的pliogrip它系無溶劑雙組分反應(yīng)型膠粘劑，1967年用于載重汽車的5MC型發(fā)動(dòng)機(jī)罩的粘接。隨后GM、Ford、Mack等公司相繼于大型載重卡車的SMC部件上以其進(jìn)行粘接。接著又椎廣到FRP部件。
　　日本從美國(guó)引進(jìn)技術(shù)，并進(jìn)行了改性。1984年用日產(chǎn)聚氨酯膠粘接豐田汽車塑料結(jié)構(gòu)件，效果令人滿意。它可隨端異氰酸酯基嚴(yán)渠祿主劑和多元醇固化劑的不同結(jié)構(gòu)和組成，制造出具有不同甲化這友、不同粘度和不同抗下垂性等特性的膠粘劑，而其粘合強(qiáng)度不變；其剪切強(qiáng)度與環(huán)氧樹脂相當(dāng)，同時(shí)又顯示出較高的剝離強(qiáng)度。
　　(2)電梯鑲板上的應(yīng)用 電梯間的壁、門等用的鑲板，近年來向著輕量化、高級(jí)化的方向發(fā)展。其中，輕量化是借助高剛性輕質(zhì)輔助材料的采用及表面材料的薄型化實(shí)現(xiàn)的。電梯鑲板的材質(zhì)有表面貼PVC膜的鋼板(簡(jiǎn)稱PVC鋼板)、鋼板、鍍鋅鋼板、不銹鋼板及有色不銹鋼板、黃銅板、紅銅板等。鑲板通常是由表板里部粘接上鍍鋅鋼板或鋼板等補(bǔ)強(qiáng)材料構(gòu)成的。
　　鑲板對(duì)膠粘劑的要求如下：①能夠適用各種材質(zhì)，如鋼板、PVC鋼板、不銹鋼板、鍍鋅鋼板等；②剝離強(qiáng)度>150N/25mm；③沖擊強(qiáng)度>1.98j/cm2；④剪切強(qiáng)度>15MPa；⑤破壞狀態(tài)為膠粘劑的內(nèi)部破壞；⑥耐濕性，在60℃、90%RH的環(huán)境中放置60天后，其強(qiáng)度保持率在70%以上，且吸濕老化后再行干燥，膠粘劑的恢復(fù)性好；⑦耐蠕變性、耐疲勞性優(yōu)異；⑧即使是薄板也不會(huì)因膠粘劑固化收縮引起歪斜等變形；⑨具有耐烤漆烘烤溫度(最高175℃)的耐熱性；⑩因PVC鋼板耐熱性差，故固化溫度要求在80℃以下；⑩固化時(shí)間在20min以內(nèi)；⑩適于自動(dòng)化。
　　日本開發(fā)成功電梯鑲板用結(jié)構(gòu)型聚氨酯膠粘劑和底涂劑。先以磷酸酯系改性劑為主成分，添加微量PVC聚合物(提高耐濕性)，制成溶劑型底涂劑，用噴霧器在被料材料表面薄薄噴一層，待溶劑干燥后、涂布膠粘劑進(jìn)行粘接。該結(jié)構(gòu)型聚氨酯膠粘劑是由聚醚多元醇和MDI預(yù)聚物組成的雙組分型膠。
　　目前結(jié)構(gòu)型聚氨酯膠粘劑不僅能用于粘接塑料與金屬，還廣泛用于其他材料的粘接；不僅能用于汽車裝配，且已推廣到建筑、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域。為使結(jié)構(gòu)型聚氨酯膠更具有競(jìng)爭(zhēng)力，各國(guó)正繼續(xù)致力大量的改進(jìn)工作，如降低成本，改雙組分為單組分，進(jìn)一步提高耐熱性及其強(qiáng)度，取消底涂劑直接使用，簡(jiǎn)化混膠、擠出等施工操作，豐富品種、晶級(jí)，以適應(yīng)更多種類被粘材料和更多領(lǐng)域的應(yīng)用。
聚氨酯結(jié)構(gòu)膠合成方法
　　結(jié)構(gòu)型聚氨酯膠粘劑通常的制備方法是，先將多元醇與過量的多異氰酸酯反應(yīng)，制成異氰酸酯基封端的預(yù)聚體，然后加入二元胺進(jìn)行擴(kuò)鏈和交聯(lián)，在擴(kuò)鏈和交鏈過程中實(shí)際上形成脲鏈和縮二脲結(jié)
　　構(gòu)，因此這類聚氨酯膠粘劑嚴(yán)格地說應(yīng)該稱為“聚脲”膠粘劑。
　　1.聚氨酯-聚脲膠粘劑
　　該結(jié)構(gòu)型膠粘劑的主劑是由TDI與聚氧化丙烯二醇(分子量2000和1000)反應(yīng)制成含NCO基的預(yù)聚體。固化劑是酸酐與芳胺反應(yīng)(芳胺酰基化)生成芳酰胺(固化劑)。
　　該結(jié)構(gòu)型聚氨酯膠粘劑為無溶劑型，具有使用工藝簡(jiǎn)單、貯存運(yùn)輸方便等特點(diǎn)，可室溫固化或熱固化，其膠層具有彈性和高剪甲強(qiáng)度。因此，將該結(jié)構(gòu)膠用于“海豚”直升機(jī)旋翼翼尖罩密封、金屬-碳纖維復(fù)合材料的粘接和部件的修復(fù)均獲得滿意結(jié)果。
　　2.聚氨酯—環(huán)氧樹脂—聚脲膠粘劑
　　環(huán)氧樹脂膠粘劑的特性是具有低柔曲性、高硬度、高耐化學(xué)藥品性和高剪切強(qiáng)度，若與聚氨酯膠粘劑組合，則可利用兩者優(yōu)點(diǎn)：互補(bǔ)缺點(diǎn)，能翻造出既有一定柔軟性，又有相當(dāng)粘合強(qiáng)度的較為理想的結(jié)構(gòu)膠粘劑。因此，國(guó)外對(duì)環(huán)氧改性的聚氨酯膠粘劑進(jìn)行了大量的研制工作。其合成原理是，將含NCO端基的聚氨酯預(yù)聚體與含有環(huán)氧基團(tuán)的醇反應(yīng)，生成端環(huán)氧基的聚氨酯，后者骨架具有聚氨酯特性；交聯(lián)固化通過環(huán)氧基團(tuán)與胺的反應(yīng)而完成，一般采用含胺基官能團(tuán)的聚脲。制得膠層為聚氨酯-環(huán)氧樹脂—聚脲結(jié)構(gòu)。