聚氨酯复合粘合剂的应用
1 聚氨酯粘合剂的结构和性能
1． 异氰酸酯的加成物。使用时，两组分按比例混合后，主剂的—OH与固化剂的—NCO基进1嵌段共聚物 双组分聚氨酯胶粘剂中，主要通常是含有羟基的聚氨酯多元醇，固化剂往往是多元醇和一步氨酯化反应。因为固化剂一般是三元加成物，这种扩链反应一般生成网状高分子结构，形成牢固的粘结层。固化反应产生软段和硬段相间的嵌段共聚物。 1． 2软段和硬段
软段是指线性聚酯、聚醚等，一般来说聚酯型比聚醚型具有更高的强度和硬度，这是因为酯基的极性大，内聚能比醚基（—C—O—C—）高好几倍，所以机械强度高。醚基较易旋转分子柔顺性较好，有优越的低温柔软性。同时醚基的耐水性也比酯基好。
硬段主要指氨酯键，是由—NCO基和—OH基反应而生成。不同的多多异氰酸酯对性能有不
同的影响，具有对称结构的异氰酸酯能使分子结构规整，促进结晶，所以粘合剂具有较高的机械强度，芳香族异氰酸酯比脂肪酸内聚力大，也给胶粘剂在机械强度方面作出功献。
1． 3嵌段共聚物结构变化和性能
软、硬链段相间的分子结构，可示意如下：
—软段—硬段—软段—硬段—软段—
通过调节软、硬段的品种、比例、主链结构的支化程度都可以对胶的性能产生影响。当胶粘剂的分子量一定时，软段分子量大了，就意味着硬段的嵌入量少，会使强度下降。但如果软段是聚酯，分子量越高结晶性也越高，又能使机械强度提高。如果软段是聚醚，则情况就不同了，因为聚醚的分子量越大，规整性就越差。 分子链段结构不同,则其分子的规整性也不同,分子的规整性越好则其结晶性越强。而结晶性对大分子内聚能影响很大，粘合层的粘接力越大。所以要想取得高的粘合强度就要选择高结晶必性的分子结构。影响结晶性的因素很多，如侧基越小、软段分子量越大结晶性越高，可以提高粘合剂的初粘力和最终剥离力。大的侧基会影响结晶性，却可以保护酯键，
提高抗热氧化、水解性能，所以结晶度的选择要适度。
1． 4主剂分子量对性能的影响
双组分聚氨酯粘合剂的主剂也是软、硬段相间的嵌段共聚物，固化反应不过是进一步的扩链。但固化或熟化之前主剂的分子量将决定复合工艺的适性：分子量小的粘合剂，涂布性能好，流平性好，但初粘强度低；反之，分子量大的初粘性好，却流平性差。胶粘剂的主剂的分子量还会影响固化后最终达到的性能指标，所以要到一个平衡点，既要考虑加工过程，又要顾及最终效果，适当的分子量是主剂设计的关健。
2 聚氨酯胶粘剂的分类
2．1．1粘度的概念
流体或半流体流动难易的程度叫粘度。我们有这样的经验稀的液体流得快；粘稠的流体在搅拌的时候阻力大。但这不过是咸觉，粘和稠是相对的。这里讨论的是可以定量测定的粘
度。比如让液体通过一根细管道，观察液体流动的速度，通过计算求得粘度值。还可以把液体放在容器里面，插队一根螺旋浆，并且让它旋转，测量旋转时的阻力，再把测得的阻力换算成粘度。
上面说的两种方法就是两种粘度测量仪的原理，前一种是粘度杯，后一种是旋转粘度仪。旋转粘度仪测量出来的粘度是绝对粘度，单位叫P.s或map.s。
粘度杯测量的读数是时间（秒），实际测量的是液体通过粘度杯底部小孔的流速。粘度杯的容积旧固定的，流空的时间短，说明流速快，反之则流速慢。流动速度慢，说明粘度大，读出的秒数也大。粘度杯等靠重力测量的仪器测出来的粘度是运动粘度，单位cSt（厘.电子防丢器斯）。
运动粘度×比重=绝对粘度
能量水杯因为同样粘度的两种物质，比重大的肯定流出时间短些。在油墨说明书中，一般要求白墨比彩墨粘度低1~2秒，实际上彩墨和白墨适宜的工作粘度是差不多的，只是白墨中的钛白粉比重高达3.9，并且含量也高，达25~30%左右，所以白墨比彩墨比重大。
2．2胶粘剂分类的标准
2．2．1以胶粘剂中的异氰酸酯分类
芳香族——异氰酸的NCO基团直接与芳香环相连接，常见的有TDI、MDI。经水解后会变成芳香胺。
脂肪族——NDO基团不直接与芳香环相连接，水解后只生成脂肪胺，一般应用在蒸煮胶中。
2．2．2以树脂分类
聚酯型：剥离强度高，硬度也高，耐高温却不耐水解。
聚醚型：低温柔软性好，耐水性也比聚酯型好，但不耐温，机左强度差一点。
2．2．3以分子量分类
实际上是以粘度分类，一般来就分子量大的聚合物粘度也大。有的粘度仪，如毛细管粘度
仪测量出稀溶液的粘度，可以直接计算分子量。如高盟2000S的分子量比501SL分子量低，所以501SL粘度比2000S高。
3． 3用粘度分类的目的
2．3．1不同固含量和粘度的胶之间作比较分类
下面表中所列是市售的各种固含量和粘度的胶，有进口的也有国产的。如高盟公司有该类品种的胶就注明在表中。属于同一条浓度——粘度曲线的品种排在一行，虽然它们的固含量和粘度差异很大。6条浓度——粘度曲线在附录《聚氨酯胶粘剂的浓度和涂布》中可查到。 从表中可看出，高盟公司产品尽量做到该分子量范围的最高固含量。有时单纯比较不同胶的粘度，判断那种胶粘度低，这种3500mPa.s，那种2500mPa.s，好象粘度更低，这时还要测测固含量是否一样，固含量微小变化有时会导致粘度有较大差别。
各种固含量和粘度的胶分类比较
欧姆接触 固含量曲线 | 汽水热交换器 75% | 72% | 66% | 60% | 50% | 35% | 27% |
oju1# | 3500 YH501S | | | | | | |
2# | | 6500 YH2000S | 2200 | 800 | | | |
3# | | | 4500 YH2800 | 1300 数字家庭影院 | 250 | | |
4# | | | 7000 YH501SL | 2900 | 700 | | |
5# | | | | | 2500 YH502 | | |
6# | | | | | 3500 AD—502 | 57O | 88 |
| | | | | | | |
2．3．2对性能作大体估计
（1）初粘力——一般来说分子量大的产品，初粘力好，50%的蒸煮胶初粘力肯定比2~3小时后再使用，实际上放置过程中胶粘剂已发生反应，分子量提高了。
（2）流平性——分子量小，粘度就低，流平性也好。透明蒸煮袋的透明性一般不如普通包装袋，这是不同种类胶的流平性差异导致的。这里讲的流平必性不同于浸润性，而且包括涂布后的 流平性。它影响了白点、气泡的数量，是决定复合膜的透明度的因素之一。
（3）选择工作浓度——国产胶粘剂的说明书大多数不提供粘度曲线，不同固含量不同粘度的胶通过分类，到它们的共性，可以指导我们试胶。例如2050固含量50%，粘度800mPa.s左右；501SL固含66%，粘度7000mPa.s左右，好象两种胶风马牛不相及，看上去501SL似乎粘度还要高一点，通过分类我们知道它们的曲线是一样的，2050的操作工艺可以指导501SL试胶。
试胶时通常用“同样浓度、同样工艺条件”来比较不同类型的胶，以示评价公正。实际上同
样浓度不一定是同样粘度，会导致上胶量不一样，结果就会不公正。我们应该在“同样浓度”后面加上“同样粘度”，这样才能保证上胶量一致，分子量差不多。再比较初粘力，剥离强度及其它性能才客观公正。
2． 4粘度曲线斜率对使用的影响（分析2050和2000D曲线）
我们看2000D曲线、工作浓度从25%上升至30%，粘度只提高3秒，曲线平直，斜率小，涂布特性好。我们知道，配好的胶粘剂在胶盘中流动，一米宽的设备每十分钟可挥发乙酯400克左右，结果是浓度不断上升。但2000D的上升不大，所以涂布量比较稳定。2050就不一样了，工作浓度从25%上升至30%，粘度上升4秒以上，配胶后粘度本来就高，操作中上升又特别快，涂而量变化就大，易发生各种表观缺陷。所以高粘度胶的使用我们要更加关注。
YH2050、2000D粘度——浓度曲线斜率比较（画不出来，省略）
2．5高盟公司复合粘合剂的分类
（1）低粘度胶。指固含75%以上，适合高工作浓度涂布的普通胶。以高盟2000D为代表，
固含量75%，粘度3500mPa.s。低粘度普通胶存在的理由就是为了高浓度涂布，这类胶配置成40%的工作浓度，只有18秒左右，由于减少了溶剂的使用量，其使用成本更低，也更环保。应该注意到，直至目前国内市场，50%固含的高粘度普通胶仍占有很大的份额，而低粘度胶低浓度使用的情况也很普遍，推广高浓度操作的领域还很宽广。
（2）中粘度胶。固含量在72~66%之间，这类胶一般初粘力较高，如2000S初粘力可达2~2.5N/15mm，可用于含铝箔的复合膜生产，还能用于张力系统较差的设备上，可减少或防止隧道现象的产生。高盟2000S铝箔胶不仅初粘力高，更重要的是它含有“亲铝基团“，可提高胶和铝箔面的结合强度。目前进口胶有一种趋势——把蒸煮胶做成中粘度胶，固含量在60~66%左右，理由是蒸煮油墨耐温性一般不会超过120℃，所以用中粘度胶蒸煮胶做彩印蒸煮袋是可行的，优点是涂布性能好，柔软。高盟公司的3150、3166也属于这类胶，可用于水煮袋和盖膜。
（3）高粘度胶。固含量50%以下，常见的是耐121℃至135℃高温蒸煮胶和抗介质胶。高温蒸煮胶除了含苯环比较多外，还含有更多的硅烷和环氧基，用于复合铝/塑蒸煮袋。抗介质胶还具有短支链结构保护酯键，防止降解。高粘度胶一般只能配成25%工作浓度来使用，冬天使用前最好先储存在熟化室，可改善上胶时的涂布性能。
2．5．2与粘度无关的特性
（1）镀铝专用胶。镀铝转移机理目前尚无定论，但胶的特性和镀铝膜的质量肯定是同时起作用的。一方面要求镀铝胶固化后柔软，所以涂布量也影响镀铝转移，还要对铝表面亲和性好。另一方面镀铝膜也必须保持一定的表面张力，这就意味着要控制镀铝膜的库存时间。高盟公司镀铝胶有501S和501SL，是不断改进的两代产品。使用时要注意控制乙酯的含水量和杂质含量，注意熟化时间对镀铝转移的影响。
（2）抗助剂胶。原理是高分子结构中有对助剂相包容的成份，防止胶和膜之间形成低分量物质的弱介面层。抗助剂胶主要品种是501SL，用于厚PE膜复合的洗衣粉袋特别有效。
（3）快干胶。所谓快干胶是指快固化，加温熟化其实也是加速固化。固化过程是开始快，随着熟化时间延长，速度越来越慢熟化室中的胶一般不会达到100%固化。确定熟化时间取决于下一道工序的要求，比如后一道工序是分切、包装，那么只要能保证分切卷料的端面不发粘即可。而需要制袋的产品要求熟化时间更长点，因为没有固化的胶象热融胶，制袋过程中烫刀的热量能使胶微融，抗剪切力下降，产生层间滑动形成随道。造成复合膜层间滑动的剪切力是两层膜的不同收缩率引起的。快干胶一般是分子中含有反应活性高的基团，
所以熟化8小时就能进行下道工序操作。但还要注意下道工序的工艺条件，比如烫缝（封口）宽度超过30mm，应适当增加熟化时间。
3 双组分胶粘剂使用
3． 1复合材料结构和胶粘剂选择
复合软包装除了提供产品信息，吸引消费者，便于销售外，另一类重要功能是对主品的保护，所以产品的质量需要包装质量来保障，复合材料的结构也主要由其保护功能决定。
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