高固含量丙烯酸酯改性聚氨酯膠粘劑的研制

聚氨酯(PU)結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯基等官能團(tuán)，故其具有良好的低溫性能、彈韌性、耐油性、耐疲勞性和耐磨性等優(yōu)點(diǎn)；聚丙烯酸酯具有價(jià)格低廉、耐酸堿性良好、耐候性較佳、結(jié)晶性和潤濕性優(yōu)異等特點(diǎn)，其不足之處是“熱黏冷脆”。根據(jù)優(yōu)勢互補(bǔ)原理，將聚丙烯酸酯和PU進(jìn)行共混，可合成出綜合性能優(yōu)異的PUA(聚丙烯酸酯改性聚氨酯)膠粘劑。

　　本研究主要以聚丙烯酸酯作為PU的改性劑，由此合成出高固含量、高初粘強(qiáng)度和終粘強(qiáng)度的PUA膠粘劑，將其用于玻璃與PVC(聚氯乙烯)等材料的粘接，可得到綜合性能優(yōu)異的膠接件。

　　1試驗(yàn)部分

　　1.1試驗(yàn)原料

　　碳化二亞胺-脲酮亞胺改性MDI(4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)，工業(yè)級，煙臺萬華聚氨酯股份有限公司；丙二醇型聚醚二元醇，工業(yè)級，山東東大化學(xué)工業(yè)有限公司；聚酯多元醇(1201)，工業(yè)級，青島瑞諾化工有限公司；蓖麻油，分析純，洛陽市化學(xué)試劑廠；擴(kuò)鏈劑，分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；丙烯酸羥乙酯(HEA)，分析純，德實(shí)試劑貿(mào)易有限公司；羥基丙烯酸酯樹脂(PA)，自制；催化劑，化學(xué)純，上海雨田化工有限公司；乙酸乙酯，工業(yè)級，深圳市華昌化工有限公司。

　　1.2試驗(yàn)儀器

　　NDJ-1型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，上海安德儀器設(shè)備有限公司；JY/T001-1996型傅里葉變換紅外光譜儀，Bruker(德國)公司；XL-250A型拉力試驗(yàn)機(jī)，廣州實(shí)驗(yàn)儀器廠。

　　1.3PUA膠粘劑的制備

　　1.3.1多元醇的脫水處理

　　將聚醚二元醇、聚酯二元醇和蓖麻油等分別加入到四口燒瓶中，升溫至55℃左右，抽真空(110℃左右，真空度為999.915KPa)脫水1～2h；然后冷卻至45℃以下，放入干燥器中密閉保存。

　　1.3.2PUA膠粘劑的合成

　　將改性MDI和PAPI加入到四口燒瓶中，緩慢滴加已脫水的聚醚二元醇、聚酯二元醇和蓖麻油混合液(0.5h滴畢)，82℃反應(yīng)若干時(shí)間；然后加入擴(kuò)鏈劑，反應(yīng)至-NCO含量達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，降溫至50℃；加入一定量的乙酸乙酯、PA樹脂，升溫反應(yīng)至-NCO含量達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，加入適量催化劑，攪拌均勻；最后結(jié)束反應(yīng)，將產(chǎn)物密閉儲存在干燥容器中即可。

　　1.4測試與表征

　　(1)黏度：按照GB2794-1995標(biāo)準(zhǔn)，采用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)進(jìn)行測定(室溫測試)。

　　(2)-NCO含量：按照GB12009.4-1989標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定。

　　(3)拉伸剪切強(qiáng)度(金屬-金屬)：按照GB7124-1981標(biāo)準(zhǔn)，采用拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測定(室溫測試)。

　　(4)初粘強(qiáng)度：將經(jīng)丙酮處理過的鋁合金試片施膠、70℃活化10min、復(fù)合以及0.5MPa施壓30s后，立即測定其拉伸剪切強(qiáng)度(室溫測試)。

　　(5)結(jié)構(gòu)特征：采用紅外光譜(FT-IR)法進(jìn)行表征(KBr壓片法制樣)。

　　2結(jié)論

　　(1)以聚酯二元醇、聚醚二元醇和蓖麻油為混合多元醇，改性MDI和PAPI為混合異氰酸酯，合成了PU預(yù)聚體；然后以PA作為PU的改性劑，制成固含量為80%的PUA膠粘劑。

　　(2)制備PUA膠粘劑的較佳工藝條件為：R=2.2，w(PA)=8%，m(改性MDI)∶m(PAPI)=1∶1，w(HEA)=3%。在較佳工藝條件下制成的PUA膠粘劑具有較高的初粘強(qiáng)度和終粘強(qiáng)度，并且其儲存穩(wěn)定性較好。