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环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的研究

时间:2011-06-14 11:00:10 来源: 作者:爱卡点击:次

从表1结果我们可以看出A3B3C1D2E4是最佳的组合。通过计算和分析,其影响因素从大到小排列:TDI/PEG2000摩尔比>E-44>DMPA>DBTL>TMP.影响因素最大的是TDI/PEG2000摩尔比,R值直接影响到软硬链段的比例。在初聚阶段中随着R值的增大,拉伸强度增大,但是R值过高时,会导致硬段含量过高而约束聚合物链段的运动和扩散能力,导致PU溥膜变得硬脆,拉伸强度相应减少;环氧树脂为多羟基化合物,在与聚氨酯反应时可以将支化点引入聚氨酯主链,使之形成部分网状结构而使性能更为优异;DMPA是作为亲水单体引入聚氨酯分子链结构,它的含量直接影响到聚氨酯的亲水性,结果表明随DMPA用量增大分子结构中硬段含量提高,分子内库仑力和氢键作用都会增大,导致拉伸强度增大。但含量过高,-COOH过多,同样会导致耐水性能降低。

表1

通过计算我们还找出好的组合有A4B2C1D1E4、A4B2C1D3E4,但在所做的16个实验没有这个组合。通过实验测的A4B2C1D1E4、A4B2C1D3E4结果分别为是0·810MPa、0·822MPa。但是这些组合A4B2C1D1E4、A4B2C1D3E4在实验乳化过程中很容易发生凝胶,从环保和成本等综合因素考虑,确定A3B3C1D2E4为最佳实验方案。

2·3乙醇浓度对水性PU的影响

水性PU胶粘剂环保性能好,但水挥发慢,同时对水蒸气很敏感,影响生产效率,增加能耗。这也是水性PU胶粘剂的致命缺点。通过加入一种准环保型溶剂乙醇,在乳化中和过程用乙醇溶液代替纯水,可以得到准环保型PU胶粘剂,符合环保的要求,同时它又克服了水性PU的缺点。实验结果见表2。

表2

结果表明,乳液外观有显著变化,同时在乳化中和阶段,当乙醇浓度为50%时实验发现乳化变得更容易。原因是聚氨酯疏水性很强,但能溶解在乙醇里,而乙醇可以与水任意比互溶,即是相当于乙醇作为载体,分散在水中;同时聚氨酯要合成过程中引入亲水基团(-COOH),这样使预聚体在乙醇溶液中更容易乳化分散。

在乳化阶段,一般采用高速剪切搅拌设备进行在水中乳化分散;而采用50%的乙醇代替纯水进行乳化,用一般搅拌器(1000~3000r/min)就能得到乳液分散均匀,粒径小,并且乳化时间显著降低,同时节省能源。

2·4交联剂SaC-100的用量

交联剂用量直接会影响到胶粘剂的性能,因为氮丙啶交联剂SaC-100是一种三官能团交联剂,可在常温下与聚合物的羧基基团发生交联反应,从而加快固化时间,而且在一定程度上提高耐水性。实验测得SaC-100用量在2·5%时出现峰值,表明交联剂用量在2·5%左右,可以使水性PU胶粘剂发挥最佳性能。实验结果见图4。