聚氨酯（PU）膠黏劑是分子鏈中含有氨酯基（―NHCOO―）和/或異氰酸酯（―NCO）類的膠黏劑。聚氨酯膠黏劑由于性能優(yōu)越，在國民經濟中得到廣泛應用，是八大合成膠黏劑中的重要品種之一。

1940年德國法本公司（1.G.Farben,Bayer公司的前身）的研究人員發(fā)現(xiàn)異氰酸酯具有特殊的粘合性能，并將三苯甲基玩-4,4′，4″-三異氰酸酯成功的用于金屬與丁納橡膠的粘接，在第二次世界大戰(zhàn)中使用到坦克覆帶上。20世紀50年代以后，Bayer公司開發(fā)了Desmodurs系列（二異氰酸酯和多異氰酸酯）和Desmophens系列（低分子量端羥基聚酯多元醇）。按一定量的Desmodur和Desmophen可配置成Polystal系列商品（雙組分溶劑聚氨酯膠黏劑）。Polystal系列雙組分聚氨酯膠黏劑具有可低溫固化、粘合強度好以及耐水、耐溶劑、耐低溫等優(yōu)點，是當時最好的膠黏劑，為日后聚氨酯膠黏劑工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。

美國于第二次世界大戰(zhàn)后開始學習德國的聚氨酯工藝，1953年引進了聚氨酯交聯(lián)技術，同時開發(fā)以蓖麻油和聚醚多元醇為原料的聚氨酯交聯(lián)劑，美國B.F.Goodrich公司也開發(fā)了聚氨酯熱塑性聚氨酯交聯(lián)劑。1968年Goodyear公司開發(fā)了無溶劑型聚氨酯結構膠粘劑“Pliogrip”，成功的應用于汽車玻璃纖維增強塑料（FRP）部件的粘接。1978年又開發(fā)了單組分濕固化型聚氨酯交聯(lián)劑，并開始在汽車工業(yè)與建筑部門應用。1984年美國市場上又出現(xiàn)了的反應型熱熔聚氨酯膠黏劑，解決了聚氨酯交聯(lián)劑使用的公害問題。

日本于1954年引進德國和美國的聚氨酯技術，1960年生產聚氨酯材料，1966年開始生產聚氨酯交聯(lián)劑。1975年日本光洋公司開發(fā)成功“乙烯類聚氨酯”水性交聯(lián)劑，并于1981年投入工業(yè)化生產。目前日本聚氨酯膠粘劑1研究與生產十分活躍，并于美國.西歐一起成為聚氨酯生產.出口大國。

我國大連染料廠于1956年最早研制并生產三苯甲基烷三異氰酸酯（列可納膠），牌號定為JQ-1，很快又生產了甲苯二異氰酸酯（TDI），為我國聚氨酯工業(yè)打下了基礎。上海合成樹脂研究所首先研究成功雙組分溶劑型聚氨酯膠黏劑，后由上海新光化工廠將該膠的制備工藝進行改進，于1966年開始投入生產，牌號定為鐵錨-101，至今仍為我國聚氨酯膠粘劑中產量最大的品種。20世紀80年代以來，各工業(yè)部門陸續(xù)從國外引進許多先進的生產線和產品，其中需要大量進口的聚氨酯膠黏劑與其配套，因此，促進了國內研究單位加速聚氨酯膠黏劑的開發(fā)，特別是在1986年以后，我國聚氨酯工業(yè)進入迅速發(fā)展時期，1994年國家正式批準成立“中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會”，下設“聚氨酯膠黏劑委員會”，該委員會業(yè)已成為全國聚氨酯膠黏劑技術與信息交流中心。

7.1.2聚氨酯膠黏劑的特性

聚氨酯膠黏劑分多異氰酸酯和聚氨酯兩大類，其特性綜合如下。

1.                  聚氨酯膠黏劑中含有很強極性和化學活潑性的異氰酸酯基（NCO）和氨酯基（―NHCOO―），與含有活潑氫的材料，如泡沫塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料和金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有著優(yōu)良的化學粘合力。而聚氨酯與被粘合材料之間產生的氫鍵作用使分子內力增強，會使粘合更加牢固。

2.                  調節(jié)聚氨酯樹脂的配方可控制分子鏈中的軟段與硬段比例以及結構，制成不同硬度和伸長率的膠黏劑。其粘合層從柔性到剛性可任意調節(jié)，從而滿足不同材料的粘接。

3.                  聚氨酯交聯(lián)劑可加熱固化，也可以室溫固化。粘合工藝簡便。操作性能良好。

4.                  聚氨酯膠黏劑固化時沒有副反應產生，因此不易使粘合層產生缺陷。

5.                  多異氰酸酯膠黏劑能溶于幾乎所有的有機原料中，而且異氰酸酯的分子體積小，易擴散，因此多異氰酸酯膠黏劑能滲入被粘材料中，從而提高粘附力。

6.                  多異氰酸酯膠黏劑粘接橡膠和金屬時，不但粘合牢固，而且能使橡膠與金屬之間形成軟-硬過渡層，因此這種粘合內應力小，能產生更優(yōu)良的耐疲勞性能。

7.                  聚氨酯膠黏劑的低溫和超低溫性能超過所有其它類型的膠黏劑。其粘合層可在―196℃（液氮溫度），甚至在―253℃（液氫溫度）下使用。

8.                  聚氨酯膠黏劑具有良好的耐磨、耐水、耐油、耐溶劑、耐化學藥品、耐臭氧以及耐細菌等性能。

聚氨酯膠黏劑的缺點是在高溫.高溫下易水解而降低粘合溫度。

7.1.3聚氨酯膠黏劑市場情況

7.1.3.1國外市場發(fā)展動態(tài)

目前主要國家聚氨酯膠黏劑的年總產量估計為20萬t，20世紀80年代起是國外聚氨酯膠黏劑應用大發(fā)展時期，歐洲、美國、日本等發(fā)達國家都很重視應用領域的開發(fā)。

歐洲（主要是德、法、英三國）聚氨酯膠黏劑1988年產量為6.85萬t，1993年為7.2萬t；聚氨酯密封劑市場銷售量為1.5萬t，1993年增長到1.9萬t。年均增長率分別為1%和5%。生產聚氨酯膠黏劑的主要廠家有15個。

美國聚氨酯膠黏劑1990年消耗量為4.6萬t(100%固含量計)，1995年達5.9萬t，平均年增長率為4.8%，預計2000年將達7.3萬t。聚氨酯密封膠1990年產量為2.8萬t，銷售額為1.24億美元。美國聚氨酯膠黏劑生產廠家有115家，其中專業(yè)生產廠家有15個。主要消費市場是紡織、木材、包裝。其中紡織與木材工業(yè)上的應用發(fā)展最快，紡織用膠黏劑幾乎占聚氨酯膠黏劑總量的1/2，主要用作地毯背襯膠黏劑。

日本聚氨酯膠黏劑1980年產量為5805t，1990年達3.3萬t，平均年增長率為20%。據(jù)最近報道，日本生產的聚氨酯膠黏劑一半是用于食品包裝復合薄膜，其次為制鞋與木材工業(yè)。聚氨酯密封膠1988年產量為2.3萬t，1990年達2.8萬t。日本聚氨酯膠黏劑生產廠家有34個。1980~1990年日本聚氨酯膠黏劑的產量與增長率見表7-1.

目前世界膠黏劑年總產量約為1000萬t，而聚氨酯膠黏劑僅有20萬t，因此聚氨酯膠黏劑是正在發(fā)展中的一類膠黏劑。

7.1.3.2 國內市場發(fā)展動態(tài)

我國聚氨酯膠黏劑產品于20世紀70年代投產，當時的產品為單組分、雙組分溶劑型膠黏劑，品種也只有10多個，產量數(shù)百t。主要應用于絕緣涂層、塑料膜、文體用品粘接和鞋修補等。20世紀80年代，隨著改革開放政策的深入實施，各工業(yè)部門先后引進較多的裝配生產線，刺激了各研究單位和生產廠投入力量研制和生產相應的聚氨酯膠黏劑。據(jù)統(tǒng)計，我國聚氨酯膠黏劑產量從1984年的1252t發(fā)展到1992年的1.2萬t、1993年的1.4~1.6萬t，其發(fā)展速度相當驚人，平均年增長近30%，“九五”期間預計以15%左右的增長率增長，到2000年產量將達5.5萬t左右。中國聚氨酯膠劑的年生產量見表7-2.

 

據(jù)中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會的調差。“九五”計劃末對聚氨酯膠黏劑的需求量可達5.3~6.0萬t，屆時國內產品只能滿足60%~70%的需求量。應用部門包括：建筑業(yè)、高速公路、飛機跑道嵌縫材料、高層建筑玻璃密封材料等需2萬t，制鞋需0.6~0.9萬t，磁帶工業(yè)需0.14萬t；復合薄膜需0.6~0.9萬t，人造革需1.64萬t，水分解液及其它品種需0.3萬t。

目前國內從事聚氨酯膠黏劑、密封劑的單位不下70家，產品品種估計近100種，其中90%為溶劑型聚氨酯膠黏劑。