由于聚氨酯胶粘剂具有许多优异性能,在国外已广泛用于纺织、土木建筑、交通运输、电子元件、制鞋、包装等工业,因此世界发达国家都很重视聚氨酯胶粘剂工业的技术开发。
1. 快速发展的结构胶与密封胶
汽车工业技术的发展要求汽车构件轻量化,因此大量采用塑料零部件,特别是高强度的 FRP(玻璃纤维增强塑料)和 SMC(板材模塑复合材料)。经量化装配的汽车其燃料效率可从7-1km/L增加到15km/L,车的使用寿命延长到16万公里。由于汽车构件大量采用塑料零部件后需用聚氨酯结构胶与密封胶进行粘接装配,因此自80年代以来,每辆汽车平均用胶量达15-23kg。使用最多的胶粘剂是环氧树脂、聚氯己烯、聚氨酯,其中聚氨酯胶粘剂占总胶量的 20%。主要用于汽车挡风玻璃和后窗玻璃的密封、SMC 车板和框架的粘接等。
建筑用的密封胶主要是聚硫、有机硅以及聚氨酯,而聚氨酯密封胶对各种建筑材料都具有良好的粘合性,可应用于建筑领域中各部门,并且其价格比有机硅与聚硫密封胶便宜,因此,90年代开始聚氨酯密封胶的需求超过有机硅与聚硫密封胶而占主导地位。
2. 环保法规要求开发无公害胶粘剂
先进国家对环境保护制定了法规,产业部门每年在消除公害问题上都要花去大量经费。随着聚氨酯胶粘剂在工业上的大量使用也带来了公害问题,近年来已开发成功并投入生产的水性聚氨酯胶粘剂、无溶剂型氨酯胶粘剂以及热溶聚氨酯胶粘剂可代替有毒的溶剂型聚氨酯胶粘剂,但溶剂型胶粘剂有独特之处,在某些场合非用它不可。因此,在短期内不可能全部取消。解决的措施是选用低毒溶剂、提高固含量以及密用通风操作,以降低有机挥发物的逸出量,并采用溶剂回收装置。
3. 快速固化聚氨酯胶粘剂
为适应自动化装配线,尤其是机器人施工流水线的需要,胶粘剂的固化速度必须成倍甚至至几十倍地提高。聚氨酯胶粘剂的缺点之一是固化速度太慢。通过近年来的努力,开发了一些新的胶种,如快速固化反应性聚氨酯胺、辐射或紫外线固化胶以及反应性热熔胶等。90年代把100%反应性聚氨酯胶粘剂作为新的研究课题。 为加快固化速度,除改进胶粘剂主体成分的分子结构和胶的配方以外,还对加热和能源装置进行了大量研究工作。辐射、电子束和紫外线装置的应用已有较长的历史,但因一次性投资较大等原因,至今尚未普及。最近研究成功远红外、微波、高频加热装置,使固化速度成倍加快。
4. 开发新型施胶设备
聚氨酯胶粘剂在推广使用时,为了适应用户粘接施工的要求,研制开发了一系列相关设备,例如粘稠物料的计量、混合、输送和施胶设备,采用积分装置和机器人,使之操作简便、准确;双螺杆挤出机反应器的问世与商品化,为聚氨酯胶粘剂的合成和改性提供了有效手段。今后面临的课题是如何设计、制造对环境条件(如水分、空气等)较敏感的单组分聚氨脂胶粘剂的制备、包装和施胶装置,使之操作简便、易控制,更为关键的是保证质量和批间稳定性。今后发展聚氨酯胶粘剂的动力是开拓和扩展应用市场而不是单纯地在胶粘剂的分子结构上开发新领域。因后者投资大,收效慢。 为此,国外除进行大量的应用外,还致力于施胶工艺和工具方面的开发。