聚氨酯是由多異氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇在一定條件下反應(yīng)所形成的高分子聚合物。聚氨酯的預(yù)聚體，簡單地說是多異氰酸酯和多元醇控制一定比例反應(yīng)而得的可反應(yīng)性半成品。由于多異氰酸酯和多元醇種類繁多，反應(yīng)配比各異。

預(yù)聚體的合成方法常用的聚氨酯預(yù)聚體CPU是端NCO聚氨酯預(yù)聚體CPU。端NCO基的預(yù)聚體制備的一般方法是:先脫除低聚物多元醇(聚醚多元醇或聚酯多元醇等)所含的少量水分,然后在氮氣的氛圍下,邊攪拌邊將低聚物多元醇滴加到過量的多異氰酸酯中,并及時移走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量,使反應(yīng)溫度控制在一定限度以內(nèi)。有時根據(jù)反應(yīng)的需要,可添加適當(dāng)溶劑以調(diào)節(jié)體系的粘度,添加催化劑以控制預(yù)聚反應(yīng)的速度。

端OH基聚氨酯預(yù)聚體CPU的合成方法與端NCO基團預(yù)聚體的相似,一般是控制含羥基的原料稍過量。用于膠粘劑等主劑的預(yù)聚體一般是在端NCO預(yù)聚體的基礎(chǔ)上用稍過量的二元醇進一步擴鏈而得到的。影響預(yù)聚反應(yīng)的因素是多方面的,除了異氰酸酯和低聚物多元醇的性質(zhì)(如羥值、酸值、水分和金屬離子的含量等)外,操作工藝也是主要的影響因素。端NCO基聚氨酯預(yù)聚體CPU的穩(wěn)定性還受儲存容器的密封性、容器器壁性質(zhì)及容器內(nèi)氣體的影響。有時容器內(nèi)少量空氣的存在會影響預(yù)聚體,尤其是MDI類預(yù)聚體的穩(wěn)定性。有時為改善貯存穩(wěn)定性,減少增粘和凝膠機會,需要添加微量苯磺酰氯之類的穩(wěn)定劑。

聚氨酯預(yù)聚體CPU廣泛地應(yīng)用于聚氨酯膠粘劑、涂料、彈性體、泡沫和纖維等諸多領(lǐng)域。膠粘劑、涂料預(yù)聚體技術(shù)在單、雙組分涂料或膠粘劑的制備方面獲得了十分廣泛的應(yīng)用。聚氨酯膠粘劑不但對不同被粘基材的表面有著較好的適應(yīng)性,而且自身內(nèi)聚能較大,具有相當(dāng)高的強度。聚氨酯預(yù)聚體CPU可作為膠粘劑的主體成分。

按照預(yù)聚體的反應(yīng)性大致可分為單組分反應(yīng)性膠粘劑、單組分非反應(yīng)性膠粘劑和雙組分反應(yīng)性膠粘劑等三類。單組分反應(yīng)性膠粘劑一般采用含活性NCO基團的或含被封閉的NCO基團的預(yù)聚體。含游離NCO基團的預(yù)聚體,通?？芍苯邮褂?或配制成室溫固化的單組分濕固化聚氨酯膠粘劑或涂料。

在制備用于單組分膠粘劑的預(yù)聚體時,無論是在本體或溶液形式,通常在聚酯多元醇與TDI或MDI的擴鏈反應(yīng)中控制NCO與OH基團的摩爾比大于1,使得反應(yīng)產(chǎn)物中的游離NCO含量控制在一定水平。端NCO基預(yù)聚體可用于膠粘劑、涂料、浸漬劑等許多領(lǐng)域。將聚氨酯預(yù)聚體CPU與廢舊輪胎橡膠粒子混合,澆制用于幼兒園等公共場合的彈性墊,是濕固化聚氨酯預(yù)聚體CPU用作橡膠顆粒粘合劑應(yīng)用的一個典型例子。