中國自20世紀50年代開始展開對聚氨酯涂料的研發(fā)與應用工作。隨著社會大眾物質生活水平的不斷提升與改善,有關汽車加工、家具制造加工、石油化工、機械工業(yè)、橋梁船舶等一系列產業(yè)的發(fā)展速度不斷提升,聚氨酯涂料憑借其的性能優(yōu)勢,開始進入快速發(fā)展的全新階段。據統計數據顯示,自1980-2004年期間,各個行業(yè)領域中有關聚氨酯涂料的使用量呈現出了非??焖俚陌l(fā)展趨勢,聚氨酯涂料總使用量實現了自0.17萬~20萬t的突破式發(fā)展,聚氨酯涂料產量僅次于醇酸樹脂漆涂料、丙烯酸樹脂漆涂料以及酚醛樹脂漆涂料,成為了涂料領域中的第四大品種,并且這一發(fā)展趨勢延續(xù)至今,其產量以及使用范圍仍然保持著非??焖俚陌l(fā)展趨勢。
聚氨酯膠粘劑的合成是基于異氰酸酯特的化學性質。異氰酸酯是分子中含有異氰酸酯基團(-NCO)的化合物,該基團具有重疊雙鍵排列的高度不飽和鍵結構,能與各種含活潑氫的化合物進行反應。在聚氨酯膠粘劑領域,主要使用含有2個或多個-NCO特征基團的異氰酸酯。根據產品在光照下是否發(fā)生黃變現象將聚氨酯膠粘劑分為通用型異氰酸酯聚氨酯膠粘劑和耐黃變型異氰酸酯聚氨酯膠粘劑。 [6]
為改善通用型異氰酸酯引起聚氨酯材料黃變的現象,除使用相關助劑外,應該避免苯環(huán)共軛醌式結構生色團的產生。為此研究者們開發(fā)了許多耐黃變型異氰酸酯:如苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮異氰酸酯(IPDI)等。
盡管聚氨酯膠粘劑具有優(yōu)良的性能,但容易受到諸如光、熱、氧、水等外界環(huán)境的影響,降低其使用價值。隨著社會的發(fā)展,聚氨酯膠粘劑單一的性能已經不能滿足應用需求,對聚氨酯膠粘劑的改性研究已經成為熱點領域,其中物理改性和化學改性是主要的改性方法。
物理改性主要是在聚氨酯膠粘劑制備過程中,通過一定條件摻雜一些填料、添加劑來改善膠粘劑性能的一種方法。石英粉與聚氨酯膠粘劑體系具有良好的相容性,對聚氨酯膠粘劑產品的拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂強度有明顯的提升作用。將納米氮化硼(BN)超聲分散于多元醇中,然后與MDI反應,制備用于食品包裝的聚氨酯膠粘劑薄膜。與未加納米BN的膠粘劑相比,薄膜的水蒸氣透過率降低了50%,粘接強度提高了37%,剝離強度提高7.14%。將SiO2納米纖維添加到聚氨酯基體中,發(fā)現SiO2納米纖維表面的羥基與聚氨酯形成緊密的交聯結構,提高了膠粘劑的粘接性、膠膜的硬度、拉伸強度,但也增加了膠體黏度。 [6]
聚氨酯硬泡時候應用在建筑保溫領域的材料,其結構簡單、產品壽命長、施工、耐火等級較高且綜合造價低。 [3]隨著中國節(jié)能環(huán)保政策不斷落實,建筑行業(yè)在“十三五”期間將會面臨更嚴苛的考驗,聚氨酯硬泡將會廣泛應用在建筑保溫領域。此外,聚氨酯作為重要的防水涂料,普遍應用在建筑屋頂、外墻、頂板、地下室、廚衛(wèi)間、道路橋梁等部位,隨著中國軌道交通和高速鐵路事業(yè)不斷發(fā)展,聚氨酯防水涂料還會普遍應用在鐵路建設領域。 [3]目前(2015年)中國建筑行業(yè)聚氨酯消費量大約在125萬t,占據總消費量的20%,而發(fā)達國家在相同行業(yè)的總消費量為35%。結合數據分析,不難發(fā)現中國的聚氨酯硬泡在建筑行業(yè)還有很大的發(fā)展空間。