聚氨酯胶粘剂凭借其出色的粘接性能和广泛的应用领域,在生活和工业中占据重要地位。它能与各种基材,包括泡沫、塑胶、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料,以及金属、玻璃、橡胶等光洁表面实现优良的化学黏合。以下我们一起来探讨关于聚氨酯胶黏剂的工业具有代表性的粘接前的表面处理工艺及步骤。
材料表面 完成预处理
聚氨酯胶黏剂应用广泛,其黏接效果的关键在于对基材表面的预处理,主要去除表面的油脂、灰尘等弱界面层,提高黏合强度,对与聚氨酯表面张力不匹配的基材进行化学处理,调节表面性质。具体方式如下：
一：清洗脱脂
金属及塑胶基材表面易受到汗水、油、灰尘等污染,塑胶表面还有脱模剂,与胶黏层黏接力弱,聚氨酯胶黏剂对基材表面油脂及水分反应不佳,需要清洗干燥处理.
常用方法包括:
1. 用含界面活性剂及有机溶剂的碱水清洗,再水洗干燥
2. 用有机溶剂直接清洗,（如丙酮、四氯化碳、乙醇等）
3. 对有锈迹的金属先除锈后再清洗干燥
二：粗糙化处理
光滑表面则需先进行粗糙化,增加表面与材料的接触面积。常用方法有:喷砂、木锉、砂纸等。
但过于粗糙会影响浸润,降低黏接强度,建议使用涂底胶、浸蚀、电晕等方法改变表面性质。
三：金属表面化学处
金属表面可同时进行除锈、脱脂以及轻微腐蚀处理等，可用的处理剂很多，一般使用的是酸性处理液。
对铝合金可用重铬酸钾/浓硫酸/水混合液；
对铁可用浓硫酸(盐酸)/水混合液或重铬酸钾/浓硫酸/水混合液。
四：塑胶及橡胶的表面化学处理
对于多数极性塑料及橡胶而言，只须对其表面进行粗糙化处理以及溶剂脱脂处理。利用溶液氧化法、电晕法等提高表面极性。
（1）溶液氧化法
化学处理液可用重铬酸钾/浓硫酸/水（质量比75/1500/12，或5g/55ml/8ml等配比），将PP或PE材料放入其中，于70℃的温度条件下浸泡1－10min，或也可在室温条件下浸泡1.5h后，然后进行水洗、中和，之后再水洗并进行干燥处理。
（2）电晕处理法
采用高频高压放电，使得塑胶表面被空气中的氧气部分氧化，产生羰基等极性基团。电晕处理法常与几种表面处理方法结合，例如砂磨→腐蚀→清洗→干燥。
五：上底涂剂
为了提高聚氨酯胶粘剂的粘接性能,可在已处理好的基材表面涂覆一层极其薄的底涂剂(底胶)。这种底涂剂可以保护刚刚经过处理的被粘物表面,使其免于受到腐蚀和污染,从而延长储存时间。聚氨酯胶粘剂常用的底涂剂包括:
聚氨酯清漆(如聚氨酯胶粘剂或涂料的稀溶液)
多异氰酸酯胶粘剂(如PAPI稀溶液)
有机矽偶联剂的稀溶液
环氧树脂稀溶液
胶粘剂 按比例配制
1. 单组分聚氨酯胶粘剂一般无需配制,可直接按操作要求使用,这也是单组分聚氨酯胶粘剂使用方便的地方。对于双组分或多组分聚氨酯胶黏剂,则需依说明书的要求进行配制。若知道各组分的羟基含量和异氰酸酯基含量,可透过化学计算来确定各组分的配比,异氰酸酯指数(R=–NCO/–OH)一般在0.5-1.4范围内。
2. 对于双组分溶剂型聚氨酯胶黏剂,其配制时两组分的配比容差比非溶剂型大一些。但若–NCO基团过量太多,会导致胶粘剂固化不完全,且固化后的胶层较硬甚至脆性;若–OH基团过量太多,则会出现胶层软黏、内聚力低以及粘接强度差等问题。
3. 无溶剂型双组分聚氨酯胶黏剂的配比容差则略小于溶剂型,这是因为各组分的初始分子量较小,若其中一组分过量,则会造成固化速度慢且不易固化完全,还会使胶层表面发黏、强度降低。
值得注意的是！已调配好的胶黏剂应在当天用完为宜,因为其适用期较短,随着放置时间增长,胶黏剂的黏度会增大,直至失去流动性而失效。不同品种的聚氨酯胶粘剂适用期各不相同,从几分钟到几天不等。在工业生产中大量使用时,需要提前进行适用期试验。若胶合剂含有催化剂,或为了加快固化而添加催化剂,其适用期会更短。环境温度也会对适用期产生一定影响,一般夏季较短,冬季相对较长。
为了降低聚氨酯胶黏剂的黏度,使其更易操作和涂布均匀,可以加入有机溶剂进行稀释,常用的稀释剂有丙酮、丁酮、甲苯和醋酸乙酯等。此外,添加催化剂也能加速聚氨酯胶黏剂的固化速度,常用的固化催化剂一般为有机锡类化合物。
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粘接施工 三步完成粘接
1 ：涂胶
涂布(上胶)的方法有喷涂、刷涂、浸涂、滚涂等,一般根据胶粘剂的类型、粘度及生产要求而定。涂胶的关键是要确保胶层均匀、无气泡、无缺失。
涂胶量(即胶层厚度)是影响剪切强度的重要因素,通常控制在合适范围时剪切强度较高。如果涂胶过少导致胶层过薄,胶粘剂无法填满基材表面的凹凸间隙,会降低黏合强度。而胶层过厚同样会降低胶合剂的黏接强度。
2： 晾置
对于溶剂型聚氨酯胶粘剂,在基材表面涂好后需要晾置数分钟到数十分钟,使溶剂大部分挥发,这有利于提高初粘力。必要时需适当加热和风干(如复合薄膜层压工艺),否则残余溶剂会在固化过程中形成气泡,影响粘接质量。对于无溶剂型聚氨酯胶黏剂,则可省略晾置步骤,涂好后即可贴合。
3：黏接
将已涂胶的被黏物黏结面贴合在一起,也可使用夹具固定以确保完全贴合定位。必要时可施加适当压力,使胶黏剂产生塑性流动,充分浸润被黏物表面,增大接触面积。
聚氨酯胶黏剂 固化工艺类
1. 冷胶法
将两种反应组分混合后,即可在室温下固化黏接
适用于需要快速一次性黏接的场合
2. 热固化法
需要将胶合剂加热至一定温度,经过化学反应而固化黏接
适用于需要耐高温的领域
3. 湿气固化法
胶黏剂遇到空气中的湿气时会发生化学反应而固化
适用于一些特殊环境下的黏接
4. 辐射固化法
利用紫外线或电子束照射,引发胶黏剂中的化学反应而固化黏接
适用于需要快速固化的场合
聚氨酯密封胶的粘结力形成是一个复杂而精细的过程，它受到多种因素的影响。通过选择合适的材料、控制施工环境和处理应用表面等措施，可以有效地提高粘结力的形成效果，从而确保密封胶能够发挥其优异的性能和应用效果。
