聚氨酯胶粘剂由于其性能十分优越,因此在国民经济的各个领域中都得到广泛应用。单组分聚氨酯胶粘剂是近年来国内外聚氨酯胶粘剂研究中的热点,具有无毒、无污染、使用方便等优点,还具有其他胶粘剂无法比拟的优点,即优良的耐低温、耐溶剂、耐老化、耐臭氧及耐细菌性能。在铺装材料的建设应用中,单组分聚氨酯胶粘剂发挥着重要作用。
　　铺装材料所用聚氨酯胶粘剂是以聚醚多元醇、异氰酸酯、扩链剂等原料合成的含ＮＣＯ端基的单组分湿固化型聚氨酯胶粘剂,此类胶粘剂中含有的氨酯基和异氰酸酯基,暴露于空气中时能与空气中的微量水分及含有活泼氢的材料发生反应,粘接时能与基材表面吸附的水分以及表面存在的羟基等活性氢基团发生化学反应,生成脲键结构。而胶粘剂与被粘合材料之间产生的氢键作用会使粘合更加牢固。
1　单组分聚氨酯胶粘剂的制备
1.1 主要原材料
　　高活性聚醚,Ｍｎ=5000,金陵石化化工二厂;聚醚二元醇,Ｍｎ=1000,Ｍｎ=2000,金陵石化化工二厂;聚醚二元醇,Ｍｎ=4000,上海高桥石油化工厂;聚醚三元醇,Ｍｎ=3000,金陵石化化工二厂;1,4 丁二醇(ＢＤＯ),三羟甲基丙烷(ＴＭＰ),国产;甲苯二异氰酸酯(ＴＤＩ80/20),美国ＢＡＳＦ公司;多亚甲基多苯基多异氰酸酯(ＰＡＰＩ),日本聚氨酯工业公司;二苯基甲烷 4,4’ 二异氰酸酯(ＭＤＩ),烟台万华聚氨酯股份有限公司。
1.2 基本配方
　　单组分聚氨酯胶粘剂的基本配方见表1。

　　

1.3 制备工艺
　　将聚醚多元醇加入脱水釜中,在搅拌下,加热升温,控制其料温为(110±5)℃,启动真空泵,使釜内的真空度逐渐缓慢地接近或达到0.1ＭＰａ,并保持3ｈ左右,出料,置于密闭容器中备用,脱水后检测聚醚中水分质量分数为0.06%～0.08%合格。将计量脱水后的聚醚多元醇、扩链剂等加入反应釜中,搅拌下升温至60℃,将异氰酸酯在0.5ｈ内缓慢滴加至反应釜中,后升温至75～80℃左右反应3ｈ,冷却到室温出料,置于密闭成品容器中。
1.4 单组分聚氨酯胶粘剂的性能
　　单组分聚氨酯胶粘剂的物性指标见表2。

　　

2 单组分聚氨酯胶粘剂的应用
2.1 在预成型弹性橡胶地垫中的应用
　　弹性橡胶地垫是近年来出现的一种采用高新技术和利用资源再生的新型环保产品。它是利用回收的废旧轮胎等橡胶制品经粉碎(如冷冻法粉碎)后得到的粉、粒及纤维碎料用粘合剂将其粘接起来制成的复合材料。橡胶地垫具有独特的优异性能:有弹性,能减震、耐冲击;磨擦系数大,防滑性好;耐候性能好,适合各种环境条件下使用;抗老化、抗紫外线,使用寿命长;隔热、隔音、阻燃;防霉,不易滋生微生物;耐水、疏水性好;无毒,对人体无刺激性,无过敏性;色彩丰富,不反光,和谐美观;易铺装,可随意组合;易清洗,好保养。特别适用于公共娱乐场所、幼儿园、健身房等场所。弹性橡胶地垫通常是将橡胶颗粒、橡胶胶丝、颜料等与单组分聚氨酯胶粘剂按一定比例,经充分搅拌与混合后再经过机械(如平板硫化机)高温加压压模成型。
　　聚氨酯胶粘剂的加入量一般为橡胶颗粒(橡胶胶丝)的15%～20%,采用搅拌机搅拌至橡胶颗粒表面均被胶粘剂均匀浸润后,将物料加入模具中,加温加压固化。在进行高温压模成型时,脱模剂通常选择为一些硅脂类化合物,模具的温度应控制在150℃左右,脱模时间控制在15ｍｉｎ左右。若模具温度过低或脱模时间过短,胶粘剂则未完全固化,所生产的地垫、地砖粘手,且橡胶颗粒松散,无法保证产品的质量。反之,由于聚氨酯胶粘剂的耐高温性能较差,若模具温度过高或脱模时间过长,聚氨酯胶粘剂中的氨基甲酸酯、脲基甲酸酯或缩二脲很不稳定,可能会发生分解,同样会影响胶粘剂的使用效果。
2.2 在预成型硬质橡胶地砖中的应用
　　硬质橡胶地砖是在弹性橡胶地垫的基础上发展而来,它比弹性橡胶地垫更厚,质地更硬,通常用于人行道、地下通道、过街天桥等公共场所。硬质橡胶地砖的生产工艺与弹性橡胶地垫的基本相同,但由于胶粘剂的使用功能不同,其原材料的选择也有很大区别,硬质橡胶地砖所选用的异氰酸酯大都为ＭＤＩ和ＰＡＰＩ的混合物,这样所合成的胶粘剂质地相对偏硬,更利于行走。
2.3 在现场铺设塑胶跑道运动场中的应用
　　透气型聚氨酯跑道用单组分聚氨酯胶粘剂一般为ＭＤＩ型的,因为ＭＤＩ蒸汽压相对ＴＤＩ的低(25℃约为1.33×10-3Ｐａ),对人体健康危害较小,更符合环保要求,也更适用于透气型聚氨酯跑道的铺设。
　　现场铺设透气型聚氨酯跑道表面为喷涂颗粒状,具有高透水、透气功能。透气型聚氨酯跑道施工方便,现场施工时,先将场地清洁,混凝土涂上底油,沥青机械批刮铺设10ｍｍ厚,再用经专用铺装机械现场充分搅拌的单组分聚氨酯胶粘剂与三元乙丙橡胶颗粒铺设喷涂1.5ｍｍ的弹性透气面层作为底层,而后用喷涂机反方向喷涂弹性透气面层,形成特殊的组织纹路,赋予面层良好的耐磨性和磨擦交合力。最后是跑道测量、放样及标线。现场铺设都是采用机械铺装,因此其平整度极佳。成型后材料内含有多孔结构,使雨后不积水,能立即投入使用,提高其使用效率。另外该跑道弹性佳、冲击吸收性好、耐磨性优良、坚固耐用,符合一般比赛用塑胶跑道的要求。表3为透气型聚氨酯跑道的性能。

　　

2.4 在其它方面的应用
　　单组分聚氨酯胶粘剂还可以用作一些材料的基料,如聚氨酯浇注型橡胶的基料、建筑用聚氨酯防水材料的基料,此外它还可以用于聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫的粘接,使用方便,无公害,受到用户欢迎
3 结束语
　　以聚醚多元醇、异氰酸酯、扩链剂等原料合成的含ＮＣＯ端基的单组分聚氨酯胶粘剂,具有良好的耐磨、耐水、耐油等性能,而且使用方便,粘接强度高。可以满足各种铺装材料的需要。