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胶粘剂的概述与应用
常见胶粘剂的改性研究及应用
摘要
现在合成胶粘剂已经广泛地应用于工业生产和国民生活的很多领域中,我国的胶粘剂工业也得到了快速发展,国产胶粘剂已经基本上占领了国内市场。
我国应大力发展高性能、高品质的胶粘剂,环保型胶粘剂。
胶粘剂的一些缺点限制了它的应用,因此需要对胶粘剂进行改性研究,以提高其各方面的性能。
本文介绍了常见胶粘剂的分类方法、基础组成及应用。
针对几种常见胶粘剂,例如聚氨酯胶粘剂、环氧树脂胶粘剂、聚醋酸乙烯酯胶粘剂一些应用上的缺点,总结了胶粘剂的改性研究方法。
并结合我国胶粘剂工业的现状,提出胶粘剂工业的发展趋势和对策。
关键词:
胶粘剂;聚氨酯;环氧树脂;聚醋酸乙烯酯;改性
Abstract
Nowcompoundadhesivesalreadyapplyinsomefieldofindustryandnationallife,ourscountry’sadhesivesindustryalsohavefastdevelopment,theadhesivesmadeinourscountryalreadyoccupyhomemarket.Ourscountrymustenergeticallydevelophigh-powered,high-qualityadhesives,environment-protectadhesives.Theseveraldisadvantagesofadhesivesrestricttheirapplications,sowanttocarrythroughmodificationresearchforadhesives,toenhancetheirperformance.
ThePaperintroducessomeassoetedmethods,basiccomposeofthefamiliaradhesivesandapplication.Inallusiontotheapplicationdisadvantageofseveralfamiliaradhesives,forexamplepolyurethaneadhesives、epoxyresinadhesives、polyvinylacetateadhesives,summarizetheirmodificationmethods.AlsocombineactualityofChinaadhesiveindustry,pointoutthedevelopmentdirectionandcountermeasureoftheadhesivesindustry.
Keywords:
adhesives;polyurethane;epoxyresin;polyvinylacetate;modification
目录
第一章胶粘剂的概述2
1.1胶粘剂的分类2
1.2胶粘剂的组成4
第二章聚氨酯胶粘剂9
2.1聚氨酯胶粘剂的概述9
2.2聚氨酯胶粘剂的改性10
2.3.聚氨酯胶粘剂的应用15
2.4聚氨酯胶粘剂的不足之处和发展方向20
第三章环氧树脂胶粘剂22
3.1环氧树脂胶粘剂的概述22
3.2环氧树脂胶粘剂的改性研究23
3.3环氧树脂胶粘剂的应用26
3.4环氧树脂存在的不足之处和发展前景29
第四章聚醋酸乙烯酯胶粘剂30
4.1聚醋酸乙烯酯的概述30
4.2改性聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的研究方法31
4.3聚醋酸乙烯酯的改性研究33
第五章胶粘剂工业发展趋势和对策38
5.1世界合成胶粘剂的现状及发展趋势38
5.2我国合成胶粘剂行业现状及发展趋势38
5.3我国胶粘剂的发展对策41
结论42
参考文献43
致谢47
前言
在当今社会中,合成胶粘剂已经日益广泛地应用于工农业生产和人民生活的很多领域中,越来越受到人们的重视,现已成为一个发展较快、经济效益较好的精细化工行业。
近十几年来我国胶粘剂工业得到了较快地发展,产量持续快速增长,新产品新技术新设备的科研开发取得了非常大地进展,多数企业的生产技术和产品质量都有了较大提高,应用领域不断拓宽,并能针对常见胶粘剂的一些应用上的缺点进行改性研究,取得了巨大的成功。
一些改性型、接枝型、共混型、共聚型和特种胶粘剂相继开发出来,有的胶种已实现了产业化。
这些产品具有许多优异的性能,它们的研究开发成功,不仅满足市场的各种需求,拓展了胶粘剂的应用领域,而且还提高了我国胶粘剂的档次,取代了部分进口胶粘剂。
在取得巨大成绩的同时,我国的胶粘剂工业也必须清楚地认识到国产胶粘剂的不足。
目前部分胶粘剂还不同程度地存在着潜在危害因素,主要是对环境的污染和人体健康的危害。
所以我国应大力发展无污染无危害的绿色胶粘剂,针对胶粘剂的环保问题做出更多的研究。
本文将从胶粘剂的分类、组成和聚氨酯胶粘剂、环氧树脂胶粘剂、聚醋酸乙烯酯胶粘剂的基础知识、部分改性研究和部分应用进行阐述。
第一章胶粘剂的概述
1.1胶粘剂的分类
胶粘剂的分类方法有很多,可以从不同的角度对胶粘剂进行分类。
按来源的不同可以分为天然胶粘剂和合成胶粘剂;按主要成分可以分为无机物胶和有机物胶;还可以从化学结构、固化方式、胶的形态等角度分类。
了解胶粘剂的分类对胶粘剂的改性研究和应用都会有很大的帮助。
1.1.1按胶的来源分类
(1)天然胶粘剂
最常见的、主要的是天然橡胶。
天然橡胶俗称生橡胶,是由橡胶树上割取的乳胶,经稀释、过滤、凝固、滚压、干燥等步骤加工而得的弹性固体,是以异戊二烯为主要成分的不饱和状态的天然高分子化合物。
其可用作制造溶剂型橡胶胶粘剂,用于粘接织物、皮革、泡沫塑料、纸板、木材等,也可用作压敏胶的主要原料,也可用甲基丙烯酸甲酯进行接枝,制成接枝型胶粘剂。
(2)合成胶粘剂
合成胶粘剂是人工合成的一类高分子量或低分子量的聚合物。
其分为热固性树脂胶粘剂、热塑性树脂胶粘剂、橡胶胶粘剂和无机胶粘剂等。
大多数合成胶粘剂都能溶于有机溶剂。
在当今的应用领域中,合成胶粘剂以其优势已经逐步取代了天然胶粘剂。
1.1.2按胶的主要成分分类
(1)无机物胶
主要有硅酸盐类、磷酸盐类等。
(2)有机物胶
有机物胶主要分为天然产物类和合成产物类。
天然产物类,如淀粉、糊精、阿拉伯胶等葡萄糖类衍生物;植物蛋白、骨胶等氨基酸类衍生物;松香、虫胶和木质素等天然树脂衍生物及沥青等。
合成产物类,如酚醛树脂、脲醛树脂等热固性树脂类;聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯等热塑型树脂类;丁苯橡胶、氯丁橡胶等橡胶型及酚醛—氯丁橡胶等的混合物。
1.1.3按胶的化学结构分类
(1)树脂型
树脂型一般分为热固性与热塑性。
热固性树脂有酚醛树脂、间苯二酚甲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚异氰酸酯、脲醛树脂、硅树脂、有机硅、聚氨酯、聚酰亚胺、聚苯并咪唑等;
热塑性树脂有聚醋酸乙烯酯、氯乙烯—醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、聚酰氨、聚苯乙烯、聚酰胺、醇酸树脂、纤维素、氰基丙酸酯、饱和聚酯、聚氨酯等。
(2)橡胶型
主要有丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、聚硫橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氰基橡胶等。
(3)混合型
主要有酚醛—聚乙烯醇缩醛、酚醛—氯丁橡胶、酚醛—氰基橡胶、环氧—酚醛、环氧—聚酰胺、环氧—聚硫橡胶、环氧—尼龙胶等。
1.1.4按胶的固化方式分类
(1)溶剂型胶粘剂
固化特点是:
溶剂从粘结端面挥发,或者因被粘结物自身吸收而消失,形成粘结膜而发挥粘结力。
这是一种纯粹的物理可逆过程。
固化速度随环境的温度、湿度、被粘物的疏松程度、含水量及粘结面的大小、加压方法等而变化。
(2)反应型胶粘剂
固化特点是:
由不可逆的化学变化引起固化,这种化学变化,是在基体化合物中加入固化剂,通过加热或不加热进行的。
按照配置方法及固化条件,可分为单组分、双组分甚至三组分的室温固化型,加热固化型等多种形式。
(3)热熔型胶粘剂
以若素性的高聚物为主要成分,由不含水或溶剂的粒状、圆柱状、块状、棒状、带状或线装的固体聚合物通过加热熔融粘结,随后冷却固化发挥粘结力。
1.1.5按形状分类
(1)溶液型
主要成分是树脂或橡胶,在适当的有机溶剂中溶解成为粘稠的溶液,如果是化学反应型,在未固化前也是液体状态。
(2)乳液型
属分散型,树脂在水中分散成乳液,橡胶的分散体系成为乳胶。
(3)膏糊型
是填充性能优良的高粘稠的胶粘剂,主要用于密封、填隙、封印材料等。
(4)粉末型
属水溶性胶粘剂,使用前先加溶剂(主要是水)调成糊状或液状薄膜型:
以布、纸、玻璃纤维等为基材,涂敷或吸附胶粘剂后,干燥成薄膜状使用,或直接用胶粘剂与基材形成薄膜材料。
其具有高的耐热性和粘结强度,主要用于结构件。
1.1.6按强度分类
(1)结构型
胶粘剂固化的粘结接头能耐长时间强复合,具有高的粘接力,又有耐热结构型和一般结构性的区别。
(2)次结构型
具有结构型和非结构型之间的特性,其粘结接头能耐一定程度的负荷。
(3)非结构型
粘结接头耐负荷小,用于非受力结构件。
1.1.7按应用分类
可分为八类:
木材用胶粘剂、金属用胶粘剂、塑料用胶粘剂、包装用胶粘剂、纤维织物用胶粘剂、橡胶用胶粘剂、混凝土用胶粘剂、玻璃陶瓷用胶粘剂[1]。
1.2胶粘剂的组成
胶粘剂一般是由填料、固化剂、稀释剂、引发剂、增稠剂、阻聚剂、填料、溶剂、络合剂、乳化剂、增塑剂、防腐剂、稳定剂以及偶联剂组成。
适当地改变胶粘剂里的成分可以对胶粘剂的一些缺点做一定的改性,例如常见的聚氨酯胶粘剂有在酸碱条件下容易水解的缺点,将纳米二氧化硅作为增塑剂复合合成聚醚型聚氨酯胶粘剂就可以克服这个缺点;为了进一步改进环氧树脂胶粘剂的力学性能,可以用液体橡胶对其增韧。
由此可以看出只有充分了解了相关胶粘剂的组成的性质,才可以针对胶粘剂的不足之处做出改性研究。
有时只需改变某一种胶粘剂里的一种组分就可以达到意想不到的效果。
当然这些的前提就是要充分了解胶粘剂由什么组分组成,这些组成部分的物理化学性质和在胶粘剂应用过程中所起到的作用等。
1.2.1填料
填料是胶粘剂中使两被粘物体结合在一起时起重要作用的基本成分,它们大都是高分子材料,如树脂、橡胶等。
胶粘剂的性质、用途和使用工艺主要是由填料的性质决定。
选用填料品种时首先应考虑被粘物的性质,其次应注意粘结工艺,这样才能达到理想的粘结强度。
一般是胶粘剂与被粘物体结构相似的粘结较好。
为满足多种性能要求,往往选一种高聚物为主,同时配以辅料。
为了改善胶粘剂的加工性、耐久性、强度及其它性能,或为了降低成本,常加入非粘性的固化填料。
通常使用的填料有金属及其氧化物粉末、玻璃、石棉等非金属的长短纤维及其织物等,也可以采用特殊填料来获得特殊性能。
如在胶内加入银粉,能改变胶的绝缘性,使之能导电。
填料用量要根据胶的粘度与性能适当掌握。
1.2.2固化剂
固化剂是直接参与化学反应,使胶粘剂发生固化的成分。
按其反应类型不同也可称为交联剂,硫化剂。
胶粘剂配方中,加入一定量的固化剂能使线型高聚物交联成网状结构。
固化剂应该具有以下性能:
(1)固化剂最好是液体,并且无毒、无味、无色;
(2)固化剂与被固化物反应要平稳、放热少,以减少胶层的内应力;
(3)需要提高耐热性时,应选用分子中具有反应基团较多的固化剂;
(4)需要提高韧性时,应选用分子链较长的固化剂。
固化剂种类用量不同,对胶粘剂的使用寿命、粘接工艺条件以及粘接后的机械强度都有很大的影响。
1.2.3溶剂(又称稀释剂)
有溶解其它物质能力的物质称为溶剂。
在溶剂型胶粘剂中,用有机溶剂来溶解粘料,调节胶粘剂的粘度以便于使用。
溶剂能增加胶粘剂的润湿能力和分子活动能力,从而提高粘合力。
常用的溶剂多是低粘度的液体,主要有乙醚、二氯甲烷、丙酮、乙酸甲酯、甲醇、乙酸乙酯、乙醇、二氯乙烯、水、乙酸戊酯等。
现在考虑到环保和人体健康等原因,胶粘剂的溶剂一般都是采用水溶剂。
不同的胶粘剂选用的溶剂有所不同。
一般溶剂与高分子材料的溶度参数越接近,相溶性越好。
选择溶剂时还应考虑到溶剂的挥发速度不宜过快或太慢,以及溶剂的价格和毒性等。
1.2.4增塑剂
增塑剂是一种能降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度,改善胶层脆性,增进熔融流动性的物质。
按其作用可分为两种类型,即内增塑剂和外增塑剂。
增塑剂的作用有:
(1)增塑剂能屏散高分子化合物的活性基团,减弱分子间作用力,从而降低了分子间的相互作用;
(2)增加高分子化合物的韧性、延伸率和耐寒性,降低其内聚强度、弹性模量及耐热性。
如加入量适当,还可提高剪切强度和不均匀扯离强度。
若加入量过多,反而有害。
常见的增塑剂有邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、已二酸二辛酯等。
1.2.5防腐剂
防止胶粘剂失去使用价值的成分。
主要是一些药品,能防止微生物或霉菌的产生。
聚醋酸乙烯乳液胶粘剂需防止霉菌的感染变质,加少量的防腐剂,其用量一般不超过胶总量的0.2~0.3%即可。
常用的防腐剂有甲醛、苯酚、季胺盐以及汞类化合物。
选择防腐剂应考虑:
(1)防霉、防蚀效果明显,加入量少,使用范围广,效力持久;
(2)加入后不能与其他组分发生化学反应,不影响胶粘剂的贮存、使用性能;
(3)稳定好、不挥发、不升华、耐热、耐光、耐腐蚀,本身不发生变化;
(4)无毒、无味、不损害健康、不污染环境;
(5)廉价易得,使用方便。
1.2.6稳定剂
稳定剂是有助于胶粘剂贮存和使用期间保持其性能稳定的成分。
胶粘剂在高温环境下长时间使用,粘接强度往往会下降,甚至完全破坏。
为了提高胶粘剂耐热氧化性能,加入某些能与过渡金属离子形成稳定络合物的有机化合物,可以降低过渡金属离子对有机过氧化物分解的催化活性,改善其热老化性能。
选用热稳定剂需慎重,否则达不到应有的效果。
常见的热稳定剂有酚类、芳香胺、仲胺类化合物。
1.2.7偶联剂
偶联剂是能同时与极性物质和非极性物质产生一定结合力的化合物,其特点是分子中同时具有极性和非极性部分的物质。
这些常用的偶联剂多为带有可与环氧基相互作用的活性基团的有机硅化合物。
常用的偶联剂有二苯基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲基氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷等。
从化学结构上看,其分子一般都是含有两部分性质不同的基团,一部分基团经水解能与无机物的表面很好地亲和,而另一部分基团能与有机树脂结合,从而使两种不同性质的材料“偶联”起来。
使用偶联剂需选择适当的偶联剂—胶粘剂体系才能获得良好的效果。
偶联剂能改善胶粘剂的粘接性能,一般认为有机硅偶联剂粘度小,表面张力低,容易渗入被粘物体表面极细小的空隙之中,显示其对材料表面作用的性能,这对促进粘接是有效的。
1.2.8引发剂
引发剂是在一定条件下能分解产生自由基的物质,一般含有不饱和键的化合物。
它表现出独特的化学活性,在热或光的作用下发生共价键断裂而生成两个自由基,能够引发聚合反应。
引发剂种类繁多,不同聚合方式、不同的工艺条件、不同的用途都应当选择和使用不同的引发剂。
溶液聚合应选择适当溶解性能的引发剂;乳液聚合要选用水溶性引发剂;根据反应温度高低选择适当分解速度的引发剂;有时将几种引发剂混合使用效果更好。
常见的引发剂有过氧化二苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化异丙苯、偶氮二异丁腈等。
1.2.9防老剂
防老剂是能延缓高分子化合物老化的物质。
它包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、变价金属抑制剂等。
作为胶粘剂使用的防老剂应考虑:
(1)与胶粘剂配合性好,最好是相溶;
(2)有良好的抑制、延缓老化的效能;
(3)不影响胶粘剂的工艺和物理机械性能;
(4)贮存稳定,不能引起胶粘剂变色、分层、凝胶、变质等;
(5)无毒,污染性小;
(6)来源容易,价格便宜。
常见的防老剂有防老剂SP(苯乙烯化苯酚)、防老剂TNP(三亚磷酸酯)、防老剂BLE(丙酮—二苯胺高温缩合物)等。
1.2.10阻聚剂
阻聚剂又称抑制剂、延缓剂、稳定剂,是为防止单体在精制、贮存、运输过程中发生聚合反应,而必须加入的能够迅速与自由基作用使链反应终止的物质。
在某些含不饱和双键的胶粘剂中,也应当加入适量的阻聚剂,以延长使用期和贮存期。
阻聚剂种类很多,常见的有多元酚类、多元胺、芳香族亚硝基化合物、有机硫化物等。
选择阻聚剂主要是要求有较高阻聚效率,还应考虑它在单体中的溶解度,与单体的适应性,能够容易用蒸馏或化学方法将阻聚剂从单体中除去。
最好是选择能在室温下起阻聚作用,而在反应温度时又能迅速分解的阻聚剂,这样可以不必从单体中脱落,减少麻烦,又保证聚合反应顺利进行。
1.2.11乳化剂
能使两种以上互不相溶(或部分互溶)的液体形成稳定的分散体系(乳状液)的物质称为乳化剂。
其作用是降低连续相与分散相之间的界面能,使它们易于乳化,并且在液滴(直径0.1~100μm)表面上形成双电层或薄膜,从而阻止液滴之间的相互凝结,促使乳状液稳定化。
乳化剂可分为阳离子、阴离子、非离子和两性乳化剂四类。
常见的乳化剂有十二烷基硫酸钠、吐温-20、吐温-30、NP(系列)乳化剂等。
选择适当的乳化剂是进行乳液聚合最重要的因素,首先要求所选用的乳化剂必须使单体相和水相之间生成稳定的乳状液;其次是乳化剂对引发体系和反应进行不产生不良影响;第三是残留的乳化剂不损害产品的性能[2]。
胶粘剂的合成过程中还应注意环保问题,主要是对环境的污染和人体健康的危害。
这些危害主要是由于部分胶粘剂中的有害物质,如挥发性有机化合物、有毒的固化剂、增塑剂、稀释剂以及其他助剂、有害的填料等所造成的。
例如胶粘剂使用的填料品种很多,有些填料也能造成毒害,例如石棉粉纤维填料非常纤细,对环境污染严重,是一种厉害的致癌物质。
粉尘随风飞扬,通过呼吸道和毛细孔进入人体,可积累在肺中,导致肺癌、支气管癌等疾病。
这些危害环境和人体健康的物质都是胶粘剂的基础组成,只有充分地了解胶粘剂组成及其物理化学性质,才能消除危害,使大家更加放心地使用胶粘剂。
第二章聚氨酯胶粘剂
2.1聚氨酯胶粘剂的概述
2.1.1聚氨酯胶粘剂的特点[3]
聚氨酯胶粘剂是当前应用较多的胶粘剂品种之一,也是较新的胶种之一。
其一般分为两大类:
一类是多异氰酸酯胶粘剂,是以多异氰酸酯单体制备而成;另一类是二异氰酸酯胶粘剂,又分单组分型与双组分型,主要是二异氰酸酯与聚酯或聚醚、多元醇等原料制备的。
聚氨酯胶粘剂最大的特点是很容易通过不同组分的调节,获得从柔软到坚硬的各种物理性能,因此使用范围很广。
聚氨酯胶粘剂还具有以下特点:
(1)聚氨酯具有高的极性与反应活性,与含有活泼氢的表面材料能发生较强的化学粘接力;
(2)异氰酸酯胶粘剂中所用的是低分子量的异氰酸酯,可溶于大部分有机溶剂,容易扩散到被粘接材料表面的内部,从而促使更好地粘接;
(3)聚氨酯胶粘剂可采用常温固化进行粘接,而且其初粘强度较大,操作性能良好;
(4)聚氨酯胶粘剂耐低温性能优越,特别是在低温下其剥离强度反而大大增加,这是其他胶粘剂所没有的性质;
(5)聚氨酯胶粘剂具有优良的耐水解,耐溶剂以及防霉菌等性能。
聚氨酯胶粘剂属化学反应型,其粘接强度高,特别适合于金属与橡胶、橡胶与织物、金属与塑料、塑料与塑料等的粘接。
但聚酸酯胶粘剂也有一些缺点。
含-NCO的聚氨酯胶是有一定毒性的,固化时间较长,粘接时应尽量避免于水分接触,被粘物体表面不可用醇类溶剂清洗,环境相对湿度应低于70%,不宜用做结构胶,在酸碱条件下容易水解而造成粘结接头的破坏等缺点。
2.1.2聚氨酯的合成
聚氨酯指的是一类单元之间的特征连接基团为氨基甲酸酯的聚合物。
聚氨酯的合成有两种基本方法:
一种是双氯甲酸酯化合物(有二羧基化合物与过量的光气反应生成)和二元胺的缩合反应;另一种更重要,更为广泛使用的方法是二异氰酸酯与二元醇的重键加成聚合。
双氯甲酸酯的反应活性不如通常的酰氯单体,但其与二元胺的聚合反应也可用低温界面缩聚。
二异氰酸酯与二元醇的聚合反应更复杂一些,生成的氨基甲酸酯可进一步与异氰酸酯反应形成支化甚至交联结构。
一般工业上合成聚氨酯需要单体、扩链剂、固化剂。
单体:
工业上重要的聚氨酯都是由二异氰酸酯与端羧基(二羧基或多羟基)预聚物聚合而得。
端羟基预聚物对最终聚合物性能的影响非常大,包括弯曲性、软硬度、低温性能以及成型加工性能等。
扩链剂:
在聚氨酯的合成体系中常常加入小分子的二元醇或二元胺作为扩链剂。
其作用除可增加聚合物分子量外,更重要的作用是与异氰酸酯反应中在所得聚合物分子中形成“硬段”,可显著地影响聚合物的强度、模量、结晶性等,也可用来改善成型特性,包括凝胶时间、增粘以及湿强度等。
固化剂:
聚氨酯的固化剂主要有小分子的多异氰酸酯和多元醇等。
其中三功能化的固化剂最常用,但更高功能度的化合物不使用,因为更高功能度的化合物在其所有功能剂反应前就被固化在聚合物网络,未反应功能基不能再参与反应。
2.2聚氨酯胶粘剂的改性
聚氨酯胶粘剂具有耐油性、耐摩擦、耐震动性、耐低温、耐疲劳性好等优点,其弹性好、耐冲击性能强、附着力强、柔软、伸长率大,还有良好的防水透湿性,耐折曲,耐紫外线辐射等性能也非常地突出,对许多材料都有良好的粘接力。
但是聚氨酯胶粘剂也有一些缺点,其固化时间较长,粘接时应尽量避免与水分接触,被粘物表面不可用醇类溶剂清洗,环境相对湿度应低于70%,大多数品种不宜用做结构胶,在酸碱条件下容易水解而造成粘结接头的破坏,耐候性差、热老化性能欠佳等缺点。
目前部分溶剂型聚氨酯胶粘剂气味大、容易挥发、使用时易造成空气污染,易燃,具有一定的毒性。
为了克服胶粘剂在应用上的缺点,近年来研究者对聚氨酯胶粘剂改性方面做了很多研究。
改性后的胶粘剂具有更多的优点,能够应用于更多的领域中。
2.2.1聚氨酯—环氧树脂胶粘剂的改性
环氧树脂是一种非常好的胶粘剂基材,但它有固化产物变形性差,脆性大,剥离强度低,耐热性差,高温下易降解的缺点,其改性增韧方法很多,但各有缺陷。
而聚氨酯具有高弹性、高粘接力的优点,若与前者结合,可以性能互补,制造出性能理想的胶粘剂。
国外研究的多为无溶剂型产品,国内仅少数单位开发研制了无溶剂型产品,大多是共混或半互穿或互穿网络方式的改性产品。
凌爱莲等利用聚醚多元醇N210、N204、N330、异氰酸酯(TDI)、环氧树脂E-51、E-20等试剂对聚氨酯胶粘剂进行改性,制得了聚氨酯-环氧树脂胶粘剂。
然后用红外谱图确定聚合物结构,用剪切强度和剥离强度表征胶粘剂性能。
此改性胶有着较好的耐温和耐水性,符合半结构胶在室外应用的要求,其粘接强度随着NCO/OH摩尔比的增加,在0.8∶1时有一个最大值,对钢片剪切强度达到14.5MPa,对铝合金达到7.7MPa,采用N210和N204复配物为原料时,随N204用量的增加,剪切强度增加。
当N210∶N204摩尔比为0.8∶1时,对钢片的剪切强度可达到15.8MPa,伸长率为50~100%,达到半结构胶的要求[4]。
王平华等利用环氧树脂E-44与丙烯酸反应得到的乙烯基环氧树脂(VER)为原料,制备了一种新型的环氧树脂改性水性聚氨酯树脂PUER-2乳液[5],并比较了双键封端聚氨酯(PUV)、环氧树脂改性聚氨酯(EPU)、乙烯基环氧树脂改性聚氨酯(PUER)乳液的贮存稳定性、胶束结构及涂胶的耐水性、耐化学品能力、力学性能等方面的差异,结果表明:
采用此方法制备的环氧树脂改性水性聚氨酯树脂PUER-2明显改善了乙烯基封端的水性聚氨酯的耐水性和耐化学品性及其膜的拉伸强度,并且克服了环氧树脂直接用于水性聚氨酯树脂改性制备的E
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