1. 研究目的与意义
1、掌握反应型聚氨酯热熔胶的基本概念与研究进展；
2、掌握反应型聚氨酯热熔胶的制备工艺及方法；
3、掌握反应型聚氨酯热熔胶的粘度、剪切强度、剥离强度等性能的检测与分析方法。
2. 国内外研究现状分析
国外状况
PUR胶粘剂是由Bostik公司于1984年开发成功的，牌号为Supergrip2000，20世纪90年代初期大量进入市场。因国家和地区不同，近年来年增长率为7~8%至10~15%不等，PUR胶粘剂在西欧、日、美等国发展较快，目前已有多家公司多种牌号的PUR胶上市，已应用于鞋用、建筑、木工装板和夹芯板的粘接，汽车顶蓬、仪表板、行李箱盖、侧护条、车灯等粘接和书籍装订粘接等[17]。目前生产该胶的国外公司主要有3M（JetWeld）、Riechhold（Ever-Lock）、Franklin（ReacTITE和HiPURformer）、罗门哈斯（Mor-Melt）、国民淀粉化学、Seaco、Henkel和Jowat等公司。
据称，1998年日本PUR胶需求量约600吨，全世界规模约10,000吨。美国汽车车灯安装线用PUR胶近年来年增长率达23.4%，最近资料报道，2006年欧洲聚氨酯热熔和反应热熔胶年需求量为2,600吨，反应热熔胶年增长率为30%[18]。
Henkel公司开发的Terson系列的两种PUR胶产品，牌号分别为MacroplastQR5210和MacroplastQR4663，其性能指标列于表1。
表1Henkel公司PUR胶的技术指标
项目/名称 | MacroplastQR5210 | MacroplastQR4663 |
颜色 | 象牙色 | 象牙色结晶 |
气味 | 弱 | 弱 |
密度g/cm3 | 1.2 | 1.15 |
固体 | 100% | 100% |
熔融粘度/mPa.，130℃，Brookfield粘度计，27号转子 | 28.0008.000 | 9.0004.000 |
开放时间，（取决于使用模式、胶层厚度和被粘物） | 155s | 4~8min |
反应时间/min（23℃，50%） | 大约30 | |
应用温度/℃ | 110~150 | 110~140 |
剪切强度/MPa（最终强度，被粘物：木材，规格为100mm25mm2.5mm，基于DINEN1465，被粘物破坏） | 9 | |
承受温度/℃ | -40~120 | -30~100 |
最高温度/℃（不超过1小时） | 130 | 120 |
美国Sika公司[19]最近开发了一种PUR胶Sikamelt9636/10，它具有较高的初始粘接强度，与空气中湿气反应后，形成坚韧而耐久的聚氨酯胶层，耐湿、耐高低温、耐化学品。它适合于粘接多种塑料，特别是聚丙烯、PET、PBT等。这种胶粘剂是光学透明的，可用于透明塑料盒和塑料包装物的生产，而不影响被包装产品的展示。它可直接与食品接触，可用于时尚物品、化妆品以及包括三明治、巧克力等各种食品的高质量包装。据称，目前Sikamelt9636/10热熔胶在欧洲已被广泛接受，用于食品、化妆品和烟草制品的塑料包装业。Sikamelt9636/10与清洁的表面粘接牢固，无需表面处理。通常可用热熔胶枪将这种胶粘剂施于接缝处。
美国国民淀粉化学有限公司[20]研发出一种反应型热熔胶，由于其综合性能远远优于传统的热熔胶，因而受到众多家具生产商的关注。该熔胶是一种热固性聚合物，它加热时，具有热塑性能，冷却后产生初期胶合力，随后与周围大气环境和胶合基材中的水分接触，产生化学反应，使内部分子横向连接，形成不可逆的永久性化学胶合力，其胶合强度比传统的热熔胶高2-3倍。此外，还具有很好的耐水、耐热和耐溶剂性能，尤其是耐冷热温差性能更为优良，在-40~150℃范围内没有任何异常变化。这种热熔胶不仅能用于木材或木质材料，而且也可用于金属、塑料等基材，特别适用于户外家具、厨房家具、卫浴家具以及建筑门窗等。
目前国外PUR胶研究的重点是降低热熔涂布温度，开发适应不同生产线技术要求的品种，提高初粘性，贮存稳定性，粘接强度的长期耐久性等综合性能[21]。
国内状况
国内从事PUR胶开发的机构不多，较成功的有上海康达化工有限公司、无锡市万力粘合材料公司及黎明化工研究院，目前均有产品上市，但规模都比较小。
庄建元[22]发明了一种反应型聚氨酯热熔胶的组成，包括异氰酸酯、两种或两种以上分子量不同的聚二元醇、扩链剂等组成，并加入第三类树脂作为增粘剂和表面湿润剂。该发明可延长聚氨酯热熔胶的适用期，初粘性能好，能够经受较高的温度，改进了聚氨酯热熔胶应用时的工业性能，尤其是聚烯烃塑料表面的粘接强度大。该发明的粘合剂可广泛用于汽车、建筑、服装、皮鞋等作业。
山东省科学院新材料研究所[4]使用国产聚酯多元醇和MDI反应，配以EVA、松香酯、聚乙烯蜡等辅料，实验室合成了具有初粘力强、结晶快、伸长率高、弹性好的书刊装订用湿固化聚氨酯热熔胶。该胶120℃熔融私度4~6Pas，晾置时间90~180s，24h后拉伸强度可达2.94Mpa，30d拉伸强度可达19.96MPa，伸长率870%。另外，该胶120℃连续加热24h或在密封条件下保存6个月粘度无明显变化，基本满足书刊装订高速生产线的技术要求。
上海康达化工有限公司2001年成功开发出万达牌PURs系列产品，性能达到了世界著名的公司水平，具有不含游离TDI、对环境友好等特点，已经在汽车、家电、板材复膜等行业中应用。表2是列出了康达公司PURs的一些性能指标，另外还有用于家具复膜的WD8547和车灯的WD8548，贮存期半年。该公司还配备了手动和自动打胶设备，目前已用于车灯、家电等行业。
表2上海康达公司PUR系列产品技术指标
项目/牌号 | WD8545 | WD8546 | WD8543 |
应用领域 | 汽车装饰 | 家电 | 织物复合 |
外观（室温） | 白色固体 | 白色固体 | 白色固体 |
粘度/Pa.s | 16~25（120℃） | 12~20（120℃） | 8~12（100℃） |
初始粘接强度/MPa，23℃ | ≥0.25（8min） | ≥0.25（5min） | ≥0.10（10min） |
最终粘接强度/MPa，7d | ≥3.5 | ≥5.0 | ≥3.5 |
拉伸断裂强度/MPa，14d | ≥10.0 | ≥15.0 | ≥10.0 |
断裂伸长率/%，14d | ≥350 | ≥650 | ≥500 |
无锡市万力粘合材料公司[23]生产的PUR-3061胶，使用方法是把胶放入110℃烘箱中加热60min后用气动或手动胶枪，将胶挤在需粘部位，1min完成粘合。产品广泛应用于洗衣机顶盖板、消毒柜顶盖板、书籍装订、汽车车灯、制鞋等的粘接。
黎明化工研究院[24]新近研发成功的J-3061聚氨酯反应热熔胶已同合作方联营建立100吨/年中试生产装置，产品已应用于家电产品的金属、塑胶、木材的粘接。其主要性能为：粘度（120℃）10~12Pa.s；开放时间（3mm胶层，20℃）1~1.5min；固化后胶层硬度（ShoreA）75~85；剪切粘接强度，7天后铝/铝2.4MPa，ABS/ABS3.4MPa（材料破坏），三合板/三合板2.5MPa（材料破坏）。
3. 研究的基本内容与计划
1、不同多元醇和异氰酸酯对反应型聚氨酯热熔胶粘结性能的影响；
2、制备低极性反应型聚氨酯热熔胶；
3 制备pp用反应型聚氨酯热熔胶的底涂剂
4. 研究创新点
低vocs排放和能适应快速生产是家具行业对purs的需求迅速增长的主要原因，它主要用于粘接木材、金属五金件、塑料装饰板等。主要应用部位处于水平高、湿度大、高温或化学介质环境（如浴室、厨房和工作间等）。型材包覆是另一个快速增长的应用领域，包括将硬质成型材料，如pvc挤出和层压品包覆到木制品的边沿。另一个purs的立足点就是建筑行业，主要用其耐温性和耐潮性，如窗框和门框的安装，地板角部的粘接等。房车和休闲交通工具的生产商可看好了purs的高粘接强度和对不同基材的粘接能力以及较快的生产加工速度[25]。尽管反应性聚氨酯热熔胶的性能特点非常突出，但目前仍存在一些技术问题需要解决，如：降低熔融温度和熔融粘度；提高初粘力，缩短定位时间；增强产品的柔韧性、耐热性和阻燃性等，这也是进一步的研究应该着重的地方。另外，制备工艺和设备、涂胶设备等目前还相当缺乏和不完善；成本太高，限制了应用，以上这些都是今后需要克服和解决的问题。与国外产品相比，国内现有产品的熔融粘度过大，应用领域不够广泛，应当继续加强研究开发工作，同时扩大规模，进一步挖掘潜在市场。关于pur的主要技术研究，主要是围绕其成份而展开的，包括聚氨酯预聚体、热塑性树脂、增粘树脂、催化剂等添加剂，下面分别加以介绍
2.2.1聚氨酯预聚体
2.2.1.1高结晶性聚氨酯预聚体
