水性聚氨酯膠粘劑的制備研究.pdf

1、水性聚氨酯膠粘劑(WPU)除保留了溶劑型聚氨酯優(yōu)異的粘接性能外，同時解決了傳統(tǒng)膠粘劑使用有機溶劑造成的有機物揮發(fā)(VOC)、污染環(huán)境、危害健康等問題，越來越受到人們的重視，已廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)，食品軟包裝、制鞋工業(yè)等各個領(lǐng)域。但是國內(nèi)對水性聚氨酯膠粘劑的應(yīng)用研究水平不高，特別是對雙組分水性聚氨酯膠粘劑的報道較少，研究不夠詳細(xì)。本文采用預(yù)聚體法分別制備了單組分及雙組分的水性聚氨酯膠粘劑，重點研究了影響雙組分水性聚氨酯性能的各種因素，以得到

2、具有優(yōu)異粘接性能的水性聚氨酯膠粘劑。具體工作內(nèi)容如下:
　　1.以聚乙二醇(PEG)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、2，2-二羥甲基丙酸(DMPA)、1，4-丁二醇(BDO)和環(huán)氧樹脂E-51等為主要原料合成了環(huán)氧改性的單組分水性聚氨酯乳液。采用紅外監(jiān)測了反應(yīng)過程-NCO基團的變化，并對所得到產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。研究了原料脫水預(yù)處理，-NCO與-OH基團的摩爾比對預(yù)聚反應(yīng)的影響。還考察了環(huán)氧樹脂用量及后擴鏈劑種類對產(chǎn)物粘接性能的影響，

3、環(huán)氧樹脂改性能夠提高水性聚氨酯的粘接性能，但需控制在5％以內(nèi);采用二乙烯三胺作為后擴鏈劑得到的產(chǎn)物的粘接強度較高。
　　2.以PEG、TDI、DMPA等為原料合成了聚醚型雙組分水性聚氨酯的羥基組分。研究了擴鏈劑BDO和交聯(lián)劑三羥甲基丙烷(TMP)的用量以及聚醚的分子量對產(chǎn)物的粘接強度的影響。當(dāng)BDO和TMP用量分別為6％和3％，PEG的分子量為400時，產(chǎn)物的粘接強度較好。
　　3.以聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)

4、代替PEG合成了聚酯型雙組分水性聚氨酯的羥基組分，并用紅外光譜和核磁共振氫譜表征了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。研究了擴鏈劑BDO、交聯(lián)劑TMP和親水?dāng)U鏈劑DMPA用量對產(chǎn)物性能的影響。當(dāng)BDO、TMP及DMPA的用量分別為4％、3％和4％時，乳液的粘度、粘接強度等各項性能較好。對乳液的粘度與固含量的關(guān)系進(jìn)行了研究。乳液的粘度隨著固含量的增大而增大，以固含量為30％，得到的乳液粘度較合適。熱重分析結(jié)果顯示，聚酯型雙組分WPU膠膜的耐熱性比聚醚型好，起始分解

5、溫度為280℃。
　　4.實驗室自制膠粘劑的粘接性能較好，與國內(nèi)外產(chǎn)品相當(dāng)，可粘接PU革和有機玻璃等材料，適合作為環(huán)保型的鞋用膠粘劑，但是固含量還有待進(jìn)一步提高。
　　5.用PEG-400對HDI三聚體進(jìn)行親水改性，得到了雙組分水性聚氨酯的親水固化劑組分，并用FT-IR對所得產(chǎn)物進(jìn)行了表征。探討了PEG用量及親水組分對改性后的多異氰酸酯水分散性的影響。實驗結(jié)果表明，當(dāng)PEG-400的用量在11％及以上時，改性多異氰酸酯水分散