聚氨酯与各种基材粘接的常温接着剂对粘接强度、耐老化性和耐候性的综合影响研究

各位朋友，各位同行，以及所有对“粘”的世界充满好奇的朋友们，大家下午好！

今天，我想和大家聊聊一个既熟悉又充满挑战的话题——聚氨酯常温接着剂在不同基材上的粘接表现，以及它在时间长河中如何抵抗岁月的侵蚀，如何在风吹日晒中保持“初心”。我们常说“千里姻缘一线牵”，这“线”放在工业领域，很多时候就是我们默默奉献的接着剂。而聚氨酯接着剂，就像一位全能选手，在各行各业都扮演着举足轻重的角色。

一、何为聚氨酯？“黏”从何来？

首先，让我们来认识一下今天的主角——聚氨酯。各位可能对这个名字有点陌生，但它却无处不在。从你脚下的运动鞋底，到你柔软舒适的沙发，甚至你汽车内饰，都有它的身影。简单来说，聚氨酯是一种高分子材料，就像乐高积木一样，由许多小分子（异氰酸酯和多元醇）组合而成，通过化学反应形成三维网状结构。这种特殊的结构赋予了聚氨酯优异的物理机械性能，使其具有优异的弹性、耐磨性、耐化学腐蚀性以及重要的——粘接性能。

那么，聚氨酯的“黏”性从何而来呢？这就像男女之间的吸引力，需要多种因素的共同作用。主要有以下几点：

• 机械互锁： 聚氨酯分子能够渗透到基材表面的微小孔隙中，就像树根扎入土壤，形成一种“咬合”状态，提供初的抓力。
• 化学键合： 聚氨酯中的活性基团能够与基材表面的某些官能团发生化学反应，形成牢固的化学键，这是粘接力的核心。
• 范德华力： 聚氨酯分子与基材分子之间存在微弱的分子间作用力，虽然单个作用力很小，但数量巨大，也能贡献一部分粘接力。
• 表面能匹配： 如果聚氨酯和基材的表面能相近，就更容易润湿和铺展，从而增加接触面积，提高粘接效果。就像一滴水滴在光滑的玻璃上，能够均匀铺开。

二、基材“千姿百态”，粘接“各显神通”

聚氨酯接着剂的应用领域非常广泛，它可以粘接各种各样的基材。但不同的基材，就像性格各异的人，需要不同的“攻略”才能成功“拿下”。

1. 金属：钢铁硬汉也温柔

   金属材料，如钢铁、铝合金等，以其高强度和良好的耐用性而闻名。然而，金属表面通常比较光滑，且容易氧化，这给粘接带来了一定的挑战。为了提高聚氨酯在金属上的粘接效果，通常需要对金属表面进行预处理，如喷砂、化学处理等，以增加表面粗糙度，去除氧化层，并引入活性基团。

   基材	表面处理方法	粘接强度（mpa）	耐老化性（等级）	耐候性（等级）	备注
   钢材	喷砂+磷化	18	4	3	磷化处理可提高耐腐蚀性
   铝合金	阳极氧化	15	3	2	阳极氧化可增加表面粗糙度
   铜	酸洗	12	2	1	铜易氧化，需及时粘接
   不锈钢	喷砂	16	4	3	喷砂可增加表面积

2. 塑料：轻盈身姿也牢固

   塑料种类繁多，性能各异，如聚乙烯（pe）、聚丙烯（pp）、聚氯乙烯（pvc）、聚碳酸酯（pc）等。不同塑料的表面能差异很大，对聚氨酯接着剂的适应性也不同。对于低表面能的塑料，如pe和pp，通常需要进行表面活化处理，如火焰处理、等离子处理等，以提高其表面能，改善润湿性和粘接性。

   基材	表面处理方法	粘接强度（mpa）	耐老化性（等级）	耐候性（等级）	备注
   pe	火焰处理	8	2	1	pe表面能低，需活化处理
   pp	等离子处理	9	2	1	pp表面能低，需活化处理
   pvc	无需处理	12	3	2	pvc易粘接
   pc	擦拭	14	4	3	pc具有良好的粘接性能

3. 木材：天然纹理也美丽

   木材是一种天然材料，具有多孔性和粗糙的表面，这有利于聚氨酯接着剂的渗透和机械互锁。但木材的含水率会影响粘接效果，因此需要控制木材的含水率在合适的范围内。

   基材	表面处理方法	粘接强度（mpa）	耐老化性（等级）	耐候性（等级）	备注
   松木	打磨	10	3	2	松木油脂含量高，影响粘接，需打磨
   榉木	无需处理	13	4	3	榉木粘接性能良好
   橡木	打磨	12	4	3	橡木纹理美观

4. 橡胶：柔软身躯也坚强

   橡胶具有良好的弹性，常用于制造密封件、减震器等。聚氨酯接着剂能够与橡胶形成良好的粘接，但需要选择合适的聚氨酯配方，以适应橡胶的弹性变形。

   基材	表面处理方法	粘接强度（mpa）	耐老化性（等级）	耐候性（等级）	备注
   天然橡胶	擦拭	9	3	2	天然橡胶易老化，需添加抗氧化剂
   丁腈橡胶	无需处理	11	4	3	丁腈橡胶耐油性好
   硅橡胶	硅烷偶联剂	7	2	1	硅橡胶表面能低，需使用硅烷偶联剂

三、岁月是把“杀猪刀”，耐老化性大考验

接着剂的使命不仅在于将两个物体连接在一起，更在于在漫长的时间里，保持这种连接的稳定和可靠。这就是我们所说的耐老化性。

接着剂的使命不仅在于将两个物体连接在一起，更在于在漫长的时间里，保持这种连接的稳定和可靠。这就是我们所说的耐老化性。

影响聚氨酯接着剂耐老化性的因素有很多，就像影响我们颜值的因素一样复杂。主要包括：

• 温度： 高温会加速聚氨酯的分解，导致粘接强度下降。就像炎炎夏日，冰淇淋融化的速度会加快。
• 湿度： 潮湿的环境会促进聚氨酯的水解，导致粘接失效。就像雨季，木质家具容易发霉。
• 紫外线： 紫外线会破坏聚氨酯的分子结构，导致变色、粉化、脆化等。就像长时间暴露在阳光下，皮肤容易晒伤。
• 化学介质： 某些化学介质，如酸、碱、溶剂等，会腐蚀聚氨酯，导致粘接强度下降。就像油漆接触到强酸会脱落。

为了提高聚氨酯接着剂的耐老化性，可以采取以下措施：

• 选择合适的聚氨酯配方： 选择具有良好耐老化性的聚醚型或聚酯型聚氨酯。
• 添加抗氧化剂、紫外线吸收剂等： 这些添加剂就像防晒霜，可以保护聚氨酯免受外界因素的侵害。
• 进行表面涂层： 在聚氨酯表面涂覆一层保护层，可以隔离外界环境，延长使用寿命。

耐老化性等级划分参考标准（gb/t 16422.3-2014）

四、风吹雨打“不低头”，耐候性是真英雄

耐候性是指材料抵抗自然气候因素影响的能力，包括阳光、雨水、风、温度变化等。对于户外使用的聚氨酯接着剂，耐候性至关重要。就像一位在战场上冲锋陷阵的战士，需要经受住各种恶劣环境的考验。

影响聚氨酯接着剂耐候性的因素与耐老化性类似，但侧重点略有不同。在耐候性方面，紫外线的影响尤为突出。紫外线会导致聚氨酯发生光氧化反应，使其表面变黄、粉化、龟裂，终导致粘接失效。

为了提高聚氨酯接着剂的耐候性，除了添加紫外线吸收剂外，还可以采用以下方法：

• 选择耐候性好的颜料： 在聚氨酯中添加耐候性好的颜料，可以吸收或反射紫外线，减少其对聚氨酯的损害。
• 采用表面氟化处理： 氟化处理可以在聚氨酯表面形成一层含氟的保护层，具有优异的耐候性和耐化学腐蚀性。
• 使用耐候性好的罩面漆： 在聚氨酯表面涂覆一层耐候性好的罩面漆，可以提供额外的保护。

耐候性等级划分参考标准（gb/t 16422.2-2014）

五、参数“明明白白”，选择“心中有数”

在选择聚氨酯接着剂时，除了考虑基材的类型和使用环境外，还需要关注一些重要的产品参数。这些参数就像体检报告，可以帮助我们了解聚氨酯的“身体状况”，从而做出明智的选择。

• 粘度： 粘度是指流体抵抗流动的能力，直接影响聚氨酯接着剂的施工性能。粘度过高，不易涂布；粘度过低，容易流淌。
• 固化时间： 固化时间是指聚氨酯接着剂从液态转变为固态所需的时间。固化时间过长，会影响生产效率；固化时间过短，可能导致施工困难。
• 拉伸强度： 拉伸强度是指材料在拉伸断裂前所能承受的大应力。拉伸强度越高，表明聚氨酯的抗拉能力越强。
• 剪切强度： 剪切强度是指材料在剪切断裂前所能承受的大应力。剪切强度越高，表明聚氨酯的抗剪切能力越强。
• 剥离强度： 剥离强度是指将两种粘接材料分离所需的力。剥离强度越高，表明聚氨酯的粘接力越强。
• 邵氏硬度： 邵氏硬度是指材料抵抗硬物体压入其表面的能力。邵氏硬度越高，表明聚氨酯的硬度越大。

六、总结：粘接“无止境”，探索“永不停歇”

各位朋友，今天的分享就到这里。希望通过今天的讲座，大家对聚氨酯常温接着剂在不同基材上的粘接表现，以及它在耐老化性和耐候性方面的表现，有了一个更清晰、更深入的了解。

粘接技术是一个充满挑战和机遇的领域。随着科技的不断发展，新的基材、新的应用场景层出不穷，对接着剂的性能提出了更高的要求。作为化工领域的从业者，我们肩负着重要的使命，需要不断学习、不断创新，开发出更高效、更环保、更耐用的聚氨酯接着剂，为各行各业的发展贡献我们的力量。

后，我想用一句古诗来结束今天的讲座：“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。在粘接技术的道路上，我们还有很长的路要走，让我们携手并进，共同探索粘接的奥秘，创造更美好的未来！

谢谢大家！

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• nt cat 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含rohs所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• nt cat c-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• nt cat c-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比a-14活性低；

• nt cat c-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• nt cat c-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• nt cat c-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• nt cat c-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• nt cat c-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• nt cat c-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代a-14，添加量为a-14的50-60%；

• nt cat mb20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• nt cat t-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• nt cat t-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，t-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及case应用中。