Analisi dello stato di sviluppo degli adesivi poliuretanici

Negli ultimi anni, con il rapido miglioramento del livello di sviluppo dei materiali, è nata una varietà di adesivi con una maggiore applicabilità, arricchendo notevolmente il mercato degli adesivi. L'adesivo poliuretanico è un adesivo di grado medio-alto con eccellenti caratteristiche di flessibilità, resistenza agli urti, resistenza chimica, resistenza all'abrasione e, soprattutto, alle basse temperature. Adattando le materie prime e le formulazioni, è possibile progettare molti tipi di adesivi poliuretanici, adatti all'incollaggio di vari materiali e a diversi scopi.

Gli adesivi poliuretanici sono stati applicati per la prima volta in campo militare nel 1947, quando il trifenilmetano triisocianato è stato applicato con successo all'incollaggio di metallo e gomma da Bayer, utilizzato sui cingoli dei carri armati, gettando le basi per l'industria degli adesivi poliuretanici. Nel 1954, con l'introduzione della tecnologia tedesca e statunitense, il Giappone ha iniziato la produzione di materiali poliuretanici nel 1960; nel 1966 è iniziata la produzione di adesivi poliuretanici, con lo sviluppo di adesivi vinil-poliuretanici a base d'acqua di successo e nel 1981 la produzione industriale.

Nel 1956, la Cina ha sviluppato e prodotto il trifenilmetano triisocianato (adesivo Lechner) e presto ha prodotto il toluene diisocianato (TDI), adesivo poliuretanico bicomponente a base di solventi, che rappresenta tuttora la maggiore produzione di adesivi poliuretanici in Cina. Successivamente, la Cina ha introdotto molte linee di produzione e prodotti avanzati dall'estero, che hanno richiesto un gran numero di adesivi poliuretanici importati e il loro abbinamento, promuovendo così le unità di ricerca nazionali ad accelerare lo sviluppo degli adesivi poliuretanici. Soprattutto dopo il 1986, l'industria cinese del poliuretano è entrata in un periodo di rapido sviluppo. Per molto tempo, il prezzo dell'adesivo poliuretanico in Cina è stato troppo alto e per molto tempo il prezzo dell'adesivo poliuretanico è stato da 1 a 2 volte quello dell'adesivo neoprenico. Negli ultimi anni, il prezzo dell'adesivo in poliuretano sta diminuendo e attualmente il prezzo dell'adesivo in poliuretano è solo di circa 20% superiore a quello dell'adesivo in neoprene, il che crea le condizioni perché l'adesivo in poliuretano occupi il mercato dell'adesivo in neoprene.
I metodi di produzione dell'adesivo poliuretanico includono il metodo della soluzione e quello della dissoluzione della resina solida. Attualmente, nella Cina continentale ci sono più di cento imprese che producono adesivo poliuretanico per calzature, tra cui più di venti imprese di grandi dimensioni, come Nanguang e Baili, che hanno una capacità produttiva di oltre 10.000 tonnellate all'anno, e fondamentalmente tutte adottano le resine importate dalla Spagna, dalla Germania, dagli Stati Uniti e da Taiwan della Cina per la dissoluzione e la produzione dell'adesivo poliuretanico. Considerato l'elevato numero di produttori, la concorrenza si fa sempre più intensa; per avere vantaggi tecnici e di prezzo, alcune grandi fabbriche di adesivi hanno iniziato a costruire il metodo di produzione di dispositivi adesivi in poliuretano con soluzione, per cui la percentuale di produzione di adesivo poliuretanico con il metodo della dissoluzione si ridurrà.
Attualmente, l'adesivo poliuretanico comune è a base di solventi. Come per l'adesivo al neoprene, esistono problemi di tossicità e di inquinamento ambientale. Negli ultimi anni, non esistono gomme poliuretaniche "a tre benzeni", cioè l'uso di chetoni, esteri e altri solventi misti, la tossicità è ridotta, ma il problema non è stato fondamentalmente risolto.
L'adesivo poliuretanico in base alla composizione della reazione può essere suddiviso in adesivo a base di poliisocianato, adesivo poliuretanico a base di isocianato, adesivo poliuretanico a base di idrossile e adesivo a base di resina poliuretanica. In base all'uso e alle caratteristiche della classificazione, possono essere suddivisi in adesivi per uso generale, adesivi per imballaggi alimentari, adesivi per calzature, adesivi compositi carta-plastica, adesivi per costruzioni, adesivi strutturali, adesivi a bassissima temperatura, adesivi di tipo schiumogeno, adesivi anaerobici, adesivi conduttivi, adesivi fusibili, adesivi sensibili alla pressione, adesivi di tipo chiuso, adesivi a base d'acqua, adesivi sigillanti e così via.

Gli adesivi poliuretanici sono ampiamente utilizzati nel processo di produzione dei materiali per calzature, quindi quali sono le caratteristiche degli adesivi poliuretanici per calzature? E quali sono i fattori che influenzano le prestazioni dell'adesivo?".
L'adesivo poliuretanico per scarpe, come altri adesivi poliuretanici, ha eccellenti prestazioni a bassa temperatura, bassa temperatura di polimerizzazione, ottima flessibilità, resistenza agli urti, bagnabilità e adesione a molti materiali. Pertanto, viene comunemente utilizzato in applicazioni che richiedono temperature normali, indurimento rapido e flessibilità, ed è particolarmente adatto per l'incollaggio di materiali dissimili con diversi coefficienti di espansione.
I requisiti di prestazione dell'adesivo per calzatura variano a seconda dei diversi materiali, dei tipi di calzature e dei processi di incollaggio, ma nel complesso l'adesivo per calzature deve avere le seguenti proprietà:
Sufficiente forza adesiva per materiali eterogenei e diversi materiali cristallini, ed elevata forza di spellatura;
Elevata adesione iniziale per adattarsi ai requisiti della linea di produzione di calzature; in particolare, elevata resistenza alla pelatura;
Il processo di dimensionamento è semplice, facile da usare, il periodo di utilizzo può essere regolato per adattarsi alle esigenze della linea di produzione di scarpe;
Ha una moderata resistenza al calore, una sufficiente resistenza all'acqua e una buona durata dell'adesivo.
L'adesivo poliuretanico per calzature è in grado di soddisfare i requisiti di cui sopra; la sua adesività iniziale è peggiore di quella dell'adesivo neoprenico, ma attualmente i ricercatori nazionali e stranieri hanno proposto metodi per migliorare l'adesività iniziale, che è stata sostanzialmente risolta. Il PVC morbido e modificato è uno dei materiali principali delle calzature chimiche degli ultimi anni; l'adesivo poliuretanico ha la funzione di incollare tali materiali. Non solo ha l'ampia applicabilità dell'adesivo in neoprene, ma anche un'eccellente elasticità, morbidezza e resistenza alla flessione, e rispetto a quest'ultimo ha una migliore resistenza all'acqua, ai grassi e al calore.
Inoltre, l'adesivo poliuretanico è in grado di incollare materiali calzaturieri difficili per gli adesivi generici, come gli elastomeri poliuretanici microcellulari, le schiume e le pelli sintetiche con un'eccellente resistenza all'abrasione, le gomme ciano e le gomme termoplastiche (SBR, SBS, SIS, ecc.) con un'eccellente resistenza agli oli e alla benzina. Questi materiali sono stati ampiamente utilizzati come materiali per le suole nell'industria calzaturiera, con tomaie in cloruro di polivinile altamente malleabile o in pelle sintetica poliuretanica traspirante, per realizzare scarpe e stivali belli, leggeri e confortevoli.
Nella produzione di calzature, i principali fattori che influenzano le prestazioni dell'adesivo sono:
L'effetto delle varietà di poliestere sulle prestazioni dell'adesivo. Il sistema adesivo poliuretanico della classe dell'acido poliadipico, la cristallinità dell'adesivo, la corrispondente adesione iniziale nel seguente ordine crescente: glicole etilenico < L, 4-butandiolo < 1, 6-esandiolo numero pari di atomi di carbonio del diolo sintetizzato poliuretano, i gruppi idrogeno-fornitori della molecola (come NH-) e i gruppi elettron-fornitori (come -C-O-) sono più facili da avvicinare. Si possono formare più legami idrogeno con maggiore facilità, rendendo la catena molecolare del polimero più facile da cristallizzare. I glicoli con meno di 4 atomi di carbonio non sono adatti all'uso come adesivi per calzature a causa della loro scarsa forza di adesione iniziale. In considerazione del fattore prezzo delle materie prime, in genere si sceglie l'acido poliadipico-L,4-butandiolo come principale materia prima dell'adesivo poliuretanico per calzature.
Peso molecolare del poliestere sulle prestazioni dell'adesivo. Il peso molecolare dei diversi poliesteri adesivi ha un grande impatto sulle proprietà dell'adesivo: maggiore è il peso molecolare del poliestere, maggiore è la viscosità della colla, ma il peso molecolare del poliestere è troppo elevato per la penetrazione della colla e le prestazioni di incollaggio sono sfavorevoli; la selezione del peso molecolare appropriato del poliestere è necessaria per migliorare la forza di incollaggio. In genere, il peso molecolare del poliestere è di 2000-3000 (per l'acido poliadipico-1,4-butandiolo).
Il peso molecolare dell'adesivo influisce sulle proprietà adesive. Quando il peso molecolare dell'adesivo raggiunge circa 100.000, la forza adesiva dell'adesivo è la più alta, mentre la forza adesiva diminuisce ovviamente quando è inferiore a 90.000. Quando il peso molecolare è compreso tra 11 e 130.000, la forza adesiva non si riduce molto, ma la stabilità della colla è scarsa.
L'indice di isocianato sul peso molecolare dell'adesivo e l'effetto dell'indice di isocianato di stoccaggio R (cioè il rapporto molare NCO/OH) sul peso molecolare dell'adesivo, la stabilità allo stoccaggio hanno un impatto diretto. Se il valore del righello è inferiore a 0,8, il peso molecolare dell'adesivo ha un impatto ridotto; se il valore del righello è compreso tra 0,85 e 0,95, il peso molecolare dell'adesivo ha un certo impatto; se il valore è compreso tra 0,95 e 1,0, il peso molecolare dell'adesivo ha un impatto maggiore. In termini di stabilità di conservazione dell'adesivo, il valore del righello è inferiore a 0,95 quando l'adesivo sintetico, sia che si tratti di particelle di colla che di colla, ha una buona stabilità di conservazione. Il valore del righello di 0,95-1,0 quando la sintesi dell'adesivo, la colla che la stabilità di stoccaggio delle particelle di colla.
L'effetto della silice sulle proprietà adesive. Nella colla poliuretanica idrossilica, dopo la dissoluzione delle particelle della colla, aggiungendo 1,6%-2,0% di silice in fase gassosa, la viscosità della colla può essere aumentata di 300-400mPa-s, migliorando anche la forza adesiva dell'adesivo poliuretanico e l'adesione iniziale.
L'effetto dell'estensore di catena sulle prestazioni della colla. L'aggiunta di un estensore di catena può migliorare il contenuto della base uretanica, aumentarne la forza di polimerizzazione, la polarità e l'attività, in modo che l'adesivo poliuretanico possa formare un adsorbimento fisico e un legame chimico con il materiale aderito, e aumentare la forza adesiva iniziale e la proprietà di resistenza al calore dell'adesivo poliuretanico.
L'influenza dell'agente indurente sulle prestazioni dell'adesivo. Per la polimerizzazione si utilizzano solitamente JQ-1 e JQ-4 e 7900, con una quantità di additivi pari a 3%-10%. Quando si utilizza JQ-l, lo strato di adesivo è di colore scuro e appare rosso, contaminando la parte superiore. L'uso di 79m è leggermente migliore, ma anche JQ-4 non è ideale.