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环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的研究说明

水性聚氨酯(PU)是指聚氨酯以水为介质,不含或很少含有有机溶剂的事实。由于其具有较高的粘接强度和剥离强度、抗冲击性能、耐超低温、耐油性和耐磨性,因而得到了越来越广泛的应用。然而,溶剂型聚氨酯胶粘剂目前仍得到了广泛的应用。随着人们对环境保护的日益重视,减少挥发性有机化合物(VOC)的呼声越来越高。水性聚氨酯胶粘剂取代溶剂型聚氨酯胶粘剂已成为必然趋势。但是,简单的水性聚氨酯乳液在耐高温性差、耐水性差、初始附着力低、干燥时间长、固化速度慢等方面都不尽如人意。为了提高水性聚氨酯乳液的性能,使其得到更广泛的应用,有必要对水性聚氨酯乳液进行适当的改性。
 
目前,主要的改性方法有共混改性、聚合改性、交联改性和辅助改性.本文采用双酚A型环氧树脂E/44进行共聚改性,用乙醇溶液进行乳化和分散。通过实验探讨了环氧树脂改性水性聚氨酯的改性路线和工艺条件,研究了环氧树脂含量、异氰酸酯与羟基的摩尔比、乙醇浓度对改性聚氨酯胶粘剂性能的影响。
 
1.实验部分
 
1.1实验原料
 
Polyethylene glycol 2000(PEG2000),chemical purity,Xilong Chemical Plant,Shantou City,Guangdong Province;toluene diisocyanate(TDI),industrial product,Tianjin Dayang Industry and Trade Co.,Ltd.;2,2-dihydroxymethyl propionic acid(DMPA),analysis pure,Shanghai Colin Chemical Reagent Research Institute;acetone(CP),analysis pure,Tianjin Baishi Chemical Co.,Ltd.;ethylenediamine(EDA),analysis pure,Tianjin Ruijintt Chemical Co.,Ltd.;Pure(TEA),analysis of triethylamine,Tianjin Ruijinte Chemical Co.,Ltd.;n-dibutylamine,pure analysis,Tianjin Kemei Chemical Reagent Co.,Ltd.;环氧树脂E≤44,工业产品,广州东风化工有限公司;三羟甲基丙烷,分析纯度,中药集团化学试剂有限公司;二丁基肉桂酸锡,分析纯,广东汕头西龙化工厂;交联剂SAC-100,工业产品,上海亿万化工有限公司。
 
1.2实验步骤
 
1.2法制备水性聚氨酯胶粘剂的工艺研究
 
在使用聚乙二醇(PEG 2000)前,在(110≤12 0)℃和0 8MPa下脱水1h,在80℃左右的时间内将二羟甲基丙酸粉碎干燥2小时。
 
在装有回流式冷凝器、温度计和电动搅拌器的三个烧瓶中,在68℃加入PEG 2000和TDI,保温1.5h,加入DMPA,e44和DBTL在78℃反应2h,制备含羧基的PU溶液,在78℃下进行扩链交联反应,35℃加入茶叶中和,反应5≤10 min降至室温。以水(含乙醇)和EDA为原料,乳化扩链,搅拌0.5h,真空蒸馏去除丙酮,制备了水性聚氨酯乳液。
 
1.2性能测试
 
主要结果如下:(1)粘度试验:用VT-04F粘度计测定水分散体在(25±1)℃处的粘度。
 
(2)抗拉剪切强度和剥离强度试验:
 
采用GB/T528-92和GB/T 2791-1995标准对微机控制的电子万能试验机(CMT-4104)的力学性能进行了测试。
 
(3)红外光谱分析:
 
采用傅里叶变换红外光谱(TENSOR 27,KBR)对水性聚氨酯胶粘剂的结构进行了分析,确定了其范围为400~4000 cm~1。
 
(4)乳化稳定性试验:
 
根据GB/T 6753。3-86.采用离心机加速沉降试验模拟了其室温稳定性。将样品放入离心机,离心沉降15 min,转速为3000 r/min时,若无分层现象,可认为有6个月的稳定贮存期。
 
(5)固体含量的测定:按GB 2793-81测定。
 
(6)水分含量的测定:
 
将20 mm×20 mm水性聚氨酯薄膜样品真空干燥24h,在室温去离子水中浸泡24 h,获得W0的质量,提取表面水分,获得含水量。计算吸水率。
 
吸水率(%)=(W1-W0)/W0×100
 

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