Analyse de l'état de développement des adhésifs polyuréthanes

Ces dernières années, avec l'amélioration rapide du niveau de développement des matériaux, une variété d'adhésifs aux possibilités d'application plus étendues ont vu le jour les uns après les autres, ce qui a considérablement enrichi le marché des adhésifs. L'adhésif polyuréthane est un adhésif de qualité moyenne à élevée, doté d'une excellente flexibilité, d'une résistance aux chocs, d'une résistance chimique, d'une résistance à l'abrasion et, surtout, d'une résistance aux basses températures. En ajustant les matières premières et les formulations, il est possible de concevoir de nombreux types d'adhésifs polyuréthane adaptés au collage entre différents matériaux et à différents usages.

Les adhésifs polyuréthanes ont été appliqués pour la première fois dans le domaine militaire en 1947, lorsque le triisocyanate de triphénylméthane a été appliqué avec succès au collage du métal et du caoutchouc par Bayer, utilisé sur les chenilles des chars, jetant ainsi les bases de l'industrie des adhésifs polyuréthanes. En 1954, le Japon a introduit les technologies allemandes et américaines, la production de matériaux en polyuréthane a commencé en 1960, la production d'adhésifs en polyuréthane a débuté en 1966, le développement d'adhésifs vinyl polyuréthane à base d'eau a été couronné de succès, et en 1981, la production industrielle a commencé.

En 1956, la Chine a développé et produit du triisocyanate de triphénylméthane (adhésif Lechner) et a rapidement produit du diisocyanate de toluène (TDI), un adhésif polyuréthane à deux composants à base de solvant, qui représente toujours la plus grande production d'adhésifs polyuréthane en Chine. Par la suite, la Chine a successivement introduit de nombreuses lignes de production et produits avancés en provenance de l'étranger, ce qui a nécessité un grand nombre d'adhésifs polyuréthanes importés et leurs équivalents, encourageant ainsi les unités de recherche nationales à accélérer le développement des adhésifs polyuréthanes. C'est surtout après 1986 que l'industrie chinoise du polyuréthane est entrée dans une période de développement rapide. Pendant longtemps, le prix de l'adhésif polyuréthane en Chine est trop élevé, et pendant assez longtemps, le prix de l'adhésif polyuréthane est 1 à 2 fois celui de l'adhésif néoprène. Ces dernières années, le prix de l'adhésif de polyuréthane a diminué et, à l'heure actuelle, le prix de l'adhésif de polyuréthane n'est qu'environ 20% plus élevé que celui de l'adhésif de néoprène, ce qui permet à l'adhésif de polyuréthane d'occuper le marché de l'adhésif de néoprène.
Les méthodes de production de l'adhésif polyuréthane comprennent la méthode de la solution et la méthode de dissolution de la résine solide. À l'heure actuelle, la Chine continentale compte plus d'une centaine d'entreprises produisant des adhésifs de polyuréthane pour chaussures, dont plus de vingt grandes entreprises, telles que Nanguang et Baili, qui ont une capacité de production de plus de 10 000 tonnes par an et qui, pour la plupart, utilisent des résines importées d'Espagne, d'Allemagne, des États-Unis et de Taïwan pour la dissolution et la production d'adhésifs de polyuréthane. Compte tenu du grand nombre de fabricants, la concurrence devient de plus en plus intense et, afin de bénéficier d'avantages techniques et de prix, certaines grandes usines d'adhésifs ont commencé à mettre au point la méthode de production de dispositifs d'adhésifs de polyuréthane, de sorte que la proportion de la production d'adhésifs de polyuréthane par la méthode de dissolution sera réduite.
À l'heure actuelle, l'adhésif polyuréthane courant est à base de solvant. Comme pour l'adhésif néoprène, il existe des problèmes de toxicité et de pollution de l'environnement. Ces dernières années, il n'existe pas de caoutchouc polyuréthane "à trois benzènes", c'est-à-dire que l'utilisation de cétones, d'esters et d'autres solvants mixtes permet de réduire la toxicité, mais le problème n'a pas été fondamentalement résolu.
Selon la composition de la réaction, l'adhésif polyuréthane peut être divisé en adhésif polyisocyanate, adhésif polyuréthane contenant une base d'isocyanate, adhésif polyuréthane contenant un adhésif polyuréthane hydroxyle et adhésif de résine polyuréthane. En fonction de l'utilisation et des caractéristiques de la classification, on distingue les adhésifs à usage général, les adhésifs pour emballages alimentaires, les adhésifs pour chaussures, les adhésifs composites papier-plastique, les adhésifs de construction, les adhésifs structurels, les adhésifs à ultra-basse température, les adhésifs de type mousse, les adhésifs anaérobies, les adhésifs conducteurs, les adhésifs fusibles, les adhésifs sensibles à la pression, les adhésifs de type fermé, les adhésifs à base d'eau, les adhésifs de scellement, etc.

Les adhésifs polyuréthanes sont largement utilisés dans le processus de production des matériaux de chaussures. Quelles sont donc les caractéristiques des adhésifs polyuréthanes pour les chaussures ? Quels sont donc les caractéristiques des adhésifs polyuréthane pour chaussures ? Et quels sont les facteurs qui affectent les performances de l'adhésif ?
L'adhésif polyuréthane pour chaussures, comme d'autres adhésifs polyuréthanes, présente d'excellentes performances à basse température, une faible température de durcissement, une excellente flexibilité, une bonne résistance aux chocs, une bonne mouillabilité et une bonne adhérence à de nombreux matériaux. C'est pourquoi il est couramment utilisé dans des applications nécessitant une température normale, un durcissement rapide et de la flexibilité, et il est particulièrement adapté au collage de matériaux dissemblables ayant des coefficients de dilatation différents.
Les exigences de performance de l'adhésif pour la fabrication de chaussures varient en fonction des différents matériaux, des types de chaussures et des processus de collage, mais dans l'ensemble, l'adhésif pour les chaussures doit présenter les propriétés suivantes :
Force d'adhésion suffisante pour les matériaux hétérogènes et les différents matériaux cristallins, et force de pelage élevée ;
Adhésion initiale élevée pour s'adapter aux exigences de la ligne de production de chaussures ; résistance au pelage particulièrement élevée ;
Le processus de calibrage est simple, facile à utiliser, la période d'utilisation peut être ajustée pour s'adapter aux besoins de la ligne de production de chaussures ;
Il présente une résistance modérée à la chaleur, une résistance suffisante à l'eau et une durabilité de l'adhésif.
L'adhésif polyuréthane pour chaussures peut répondre aux exigences susmentionnées, et son adhésivité initiale est moins bonne que celle de l'adhésif néoprène, mais à l'heure actuelle, les chercheurs du pays et de l'étranger ont proposé des méthodes pour améliorer l'adhésivité initiale, qui a été pratiquement résolue. Le PVC souple et modifié est l'un des principaux matériaux des chaussures chimiques de ces dernières années, et l'adhésif polyuréthane a pour fonction de coller ces matériaux. Il possède non seulement la large applicabilité de l'adhésif néoprène ainsi qu'une excellente élasticité, souplesse et résistance à la flexion, mais aussi une meilleure résistance à l'eau, à la graisse et à la chaleur que ce dernier.
En outre, l'adhésif polyuréthane est capable de coller des matériaux de fabrication de chaussures qui sont difficiles à coller avec des adhésifs généraux, tels que les élastomères de polyuréthane microcellulaires, les mousses et les cuirs synthétiques présentant une excellente résistance à l'abrasion, ainsi que les cyano caoutchoucs et les caoutchoucs thermoplastiques (SBR, SBS, SIS, etc.) présentant une excellente résistance à l'huile et à l'essence. Ces matériaux ont été largement utilisés comme semelles dans l'industrie de la chaussure, avec des matériaux supérieurs en chlorure de polyvinyle hautement malléable ou en cuir synthétique polyuréthane respirant, pour fabriquer des chaussures et des bottes belles, légères et confortables.
Dans la fabrication de chaussures, les principaux facteurs affectant la performance de l'adhésif sont les suivants :
L'effet des variétés de polyester sur la performance de l'adhésif. Système adhésif polyuréthane de la classe de l'acide polyadipique, la cristallinité de l'adhésif, l'adhésion initiale correspondante dans l'ordre croissant suivant : éthylène glycol < L, 4-butanediol < 1, 6-hexanediol nombre pair d'atomes de carbone diol synthétisé polyuréthane, les groupes fournisseurs d'hydrogène de la molécule (tels que NH-) et les groupes fournisseurs d'électrons (tels que -C-O-) sont plus faciles à approcher. Davantage de liaisons hydrogène peuvent être formées plus facilement, ce qui facilite la cristallisation de la chaîne moléculaire du polymère. Les glycols ayant moins de 4 atomes de carbone ne conviennent pas pour être utilisés comme adhésifs pour chaussures en raison de leur faible force d'adhérence initiale. Compte tenu du prix des matières premières, on choisit généralement l'acide polyadipique-L,4-butanediol comme matière première principale de l'adhésif polyuréthane pour chaussures.
Poids moléculaire du polyester sur les performances de l'adhésif. Le poids moléculaire des différentes colles polyester a un impact important sur les propriétés de l'adhésif. Plus le poids moléculaire du polyester est élevé, plus la viscosité de la colle est importante, mais le poids moléculaire du polyester est trop élevé pour permettre la pénétration de la colle et les performances d'adhérence sont défavorables. En général, le polyester polyol de poids moléculaire 2000-3000 (pour l'acide polyadipique-1,4-butanediol).
Le poids moléculaire de l'adhésif influe sur les propriétés de l'adhésif. Lorsque le poids moléculaire de l'adhésif atteint environ 100 000, la force d'adhérence de l'adhésif est la plus élevée, et la force d'adhérence diminue manifestement lorsque le poids moléculaire est inférieur à 90 000. Lorsque le poids moléculaire est compris entre 11 et 130 000, la force d'adhésion ne diminue pas beaucoup, mais la stabilité de la colle est médiocre.
L'indice d'isocyanate sur le poids moléculaire de l'adhésif et l'effet du stockage de l'indice d'isocyanate R (c'est-à-dire le rapport molaire NCO / OH) sur le poids moléculaire de l'adhésif, la stabilité de stockage ont un impact direct. Si la valeur de la règle est inférieure à 0,8, le poids moléculaire de l'adhésif a un faible impact ; si la valeur de la règle est comprise entre 0,85 et 0,95, le poids moléculaire de l'adhésif a un certain impact ; et si la valeur de la règle est comprise entre 0,95 et 1,0, le poids moléculaire de l'adhésif a un impact plus important. En termes de stabilité de stockage de l'adhésif, la valeur de la règle est inférieure à 0,95 lorsque l'adhésif synthétique, qu'il s'agisse des particules de colle ou de la colle, a une bonne stabilité de stockage. La valeur de la règle est de 0,95-1,0 lorsque la synthèse de l'adhésif, la colle que la stabilité de stockage des particules de colle.
L'effet de la silice sur les propriétés adhésives. Dans la colle polyuréthane hydroxyle, après la dissolution des particules de la colle, ajouter 1,6%-2,0% de silice en phase gazeuse, la viscosité de la colle peut être augmentée de 300-400mPa-s, et améliorer également la force adhésive de la colle polyuréthane et l'adhérence initiale.
L'effet de l'allongeur de chaîne sur la performance de la colle. L'ajout d'un allongeur de chaîne peut améliorer la teneur en uréthane de base, augmenter sa force de polymérisation, sa polarité et son activité, de sorte que la colle polyuréthane puisse former une adsorption physique et une liaison chimique avec le matériau collé, et augmenter la force adhésive initiale et la propriété de résistance à la chaleur de la colle polyuréthane.
L'influence de l'agent de durcissement sur les performances de l'adhésif. L'agent de durcissement utilise généralement JQ-1, JQ-4 et 7900, la quantité générale d'additif étant de 3%-10%. Lorsque JQ-l est utilisé, la couche d'adhésif est de couleur foncée et apparaît rouge, contaminant la partie supérieure. L'utilisation du 79m est légèrement meilleure, mais n'est pas non plus idéale. Le JQ-4 est préférable.