反光膜用单组份聚氨酯胶粘剂制备开题报告

1. 研究目的与意义

反光材料在公路施工管理、消防、海事、运输、采矿作业或其他操作时，为人员安全，在工作服上加设有反光材料，具有警示作用。各种各样的反光材料已为人们所知，其应用领域不管扩展，人们对反光材料用胶粘剂的性能要求也在不断提高，特别是对其柔软性、耐高温水洗、耐溶剂、耐刻画等性能的提高一直是目前反光材料用胶粘剂领域急待解决的难点。反光布的高强度反光性能、耐高温洗涤性能和耐干洗性能等方面的要求也在不断提高，特别是对反光布的高强反光性能、耐高温洗涤性能和耐干洗性能等方面要求，以及安全阻燃性能的要求。

交通标志和交通管理和交通安全中起着重要作用。交通标志种类繁多，但过去大都是用普通油漆喷涂牌面，夜间显示效果较差，难以有效地防止交通事故。现在，国外交通标志牌面已经普遍使用了定向反光材料。这种标志借助于汽车灯光照射，使驾驶员在数百米之外就可看清牌面上的图案，大大有利于安全行车。此外，反光警服、反光隔离带、反光路标、反光标线、反光车牌号等设备也正在推广使用。

本课题着重探讨了合成反光膜用聚氨酯过程中，影响聚氨酯主要性能的关键因素，包括原料多元醇的选择，异氰酸酯的比较，偶联剂的类型、用量等等对聚氨酯性能的影响，再深入研究了两种有差别的生产工艺合成反光膜用聚氨酯性能的好坏，确定了一种相对比较稳定的合成工艺。通过实验研究制备具有柔软、耐高温水性、耐溶剂、耐刻画等特点的反光膜用胶粘剂，解决国内高档反光膜胶粘剂依赖进口的问题，填补国内空白。

2. 国内外研究现状分析

反光材料与标志牌版面的粘接，是生产工艺中很关键的一环。就国产反光材料而言，直接粘接的技术问题还没有过关（需要90℃的恒定高温，压平粘贴），而且在使用中受风吹雨淋老化较快，很容易脱落，两年左右将发生严重褪色，以致失败。目前进口反光材料开始在道路标志上使用，已经被采用的有日本、美国生产的定向反光膜，可直接在标志牌版面上粘贴，不需要加温处理，工艺简单，牢固性好，使用寿命可达5年以上。

美国于1978年开发了单组分湿固化型聚氨酯胶粘剂，并开始在汽车工业与建筑部门应用。1984年美国市场上又出现了反应型聚氨酯热熔胶，解决了聚氨酯胶粘剂使用时的公害问题。热熔型聚氨酯胶粘剂在日、美等国发展较快，已应用于建筑、木工装板和夹芯板的粘接、汽车车顶蓬、仪表板、行李箱盖、测护条、车灯等粘接和书籍装订粘接等。如美国的汽车车灯(前、尾灯)安装线用聚氨酯反应热熔胶近年来增长率达23.4%。日本于1954年引进德国和美国聚氨酯技术，1960年生产聚氨酯材料，1966年日本光洋公司开发成功乙烯类聚氨酯水性胶粘剂，并于1981年投入工业化生产。日本聚氨酯胶粘剂的研究与生产十分活跃，并与美国、西欧一起成为聚氨酯生产、出口大国。预计全世界单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的用量将以每年15%的速度递增。湿固化聚氨酯密封剂和热熔胶在汽车、建筑及机械行业中已发挥重要作用，在建筑行业中，由于聚氨酯密封胶对各种建筑材料都具有良好的粘接性，且价格比有机硅和聚硫密封胶便宜，因此从90年代开始，聚氨酯密封胶超过有机硅与聚硫密封胶而占据主导地位，聚氨酯密封剂在建筑业中主要用混凝土制板幕墙、钢筋混凝土和石板、薄板、玻璃纤维钢筋混凝土等施工缝的密封，使用寿命可达15~20年。湿固化聚氨酯热熔胶兼具有热熔胶粘剂和反应性胶粘剂两类胶粘剂的优点，既具有优异的初始强度，又具有可交联固化功能，以提高最终粘接强度、耐热性、耐化学品性和耐久性等，这样就有利于工业自动化、机械化的高速生产，从而大大提高了生产率，降低了产品成本，使其在生产线中发挥着重要的经济作用。另外，由于它不含有机溶剂，固体含量为百分之百，改变了传统胶粘剂易挥发有害气体的特性，不会对人体造成伤害。因此可以预言湿固化聚氨酯热熔胶由于其独特的性能，必将广泛地应用于不同的工业领域中，成为最理想的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂以其优异的性能广泛应用于各个领域，日渐成为人类生活中重要的合成材料。目前，世界聚氨酯胶粘剂工业正向适应环境保护、安全卫生、资源回收等方向发展。我国聚氨酯胶粘剂工业也显示了较快的增长势头，技术开发也取得了很大的进展。

我国在20 世纪60 年代就开始接触反光材料，1979 年开始反光材料的研究，1984 年美国3m公司在中国市场上进行宣传与推广其产品。国内自主产品反光膜等在1996 年才有，而且当时产品质量较差。经过最近十年的发展，国内反光材料生产厂家完全撑握了相关的生产工艺和核心技术，产品亦是出口全球，而应用领域越来越广泛，如公安交通、交通监理、消防、铁路、煤矿等部门，在保证人身安全的劳动防护用品及民用产品等领域均已广泛使用。随着应用领域的扩展，玻璃微珠和反射面相粘接的强度要求越来越大。国外胶粘剂一般使用聚氨酯类，而国内所使用的胶粘剂主要有聚氨酯类、聚丙烯酸酯类、橡胶类和聚氯乙烯类。橡胶类和聚氯乙烯类价格较低，但易老化，胶膜强度小；聚丙烯酸酯类具有耐候性较好，粘接强度较高，但弹性稍差；聚氨酯类产品胶膜强度较大，耐候性较好，弹性较佳，但易于黄变。因此开发研制不黄变聚氨酯弹性体可解决变黄问题，而且可以提高其使用寿命。

3. 研究的基本内容与计划

原料的选择：

(1)对不同类型的多元醇进行试验比较，选用了聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚四氢呋喃多元醇三类多元醇进行了试验，找出了合成反光膜用聚氨酯的较好的多元醇原料。

（2）解决反应程度的问题，如何使得原料得到最充分的利用，找出与多元醇反应的最适用异氰酸酯，解决因原料差异所表现的粘度差异问题。

4. 研究创新点

(1)在偶联剂的使用方面，创新搭配使用不同种类的偶联剂，以获得性能较好的聚氨酯产品。