新型不黄变热塑性聚氨酯胶黏剂的研究.doc

新型不黄变热塑性聚氨酯胶黏剂的研究 2009/12/18/09:16 来源：中国胶粘剂网 慧聪涂料网讯： 徐文超,朱长春,宋文生,唐亚夫 (1.河南科技大学化工与制药学院,河南洛阳471003;2.洛阳吉明化工有限公司,河南洛阳471012) 摘要:介绍了一步法合成新型不黄变热塑性聚氨酯胶黏剂原料的选择及工艺;探索出了最佳合成工艺路线,并按国标进行了性能测试;通过大量实验确定了聚酯(PBA)与异佛尔酮二异氰酸酯最佳反应时间为6~10min、反应温度90~105℃、催化剂二月桂酸二丁基锡用量(质量)0.5%、R值为1.05、后熟化时间4~10h及后熟化温度为120~140℃;合成出了一种结晶度高、结晶速度快、内聚强度大、耐热性好、剥离强度高、稳定性好、综合性能优良的新型不黄变热塑性聚氨酯胶黏剂。 关键词:聚氨酯胶黏剂;不黄变聚氨酯;胶黏剂;热塑性 前言 聚氨酯胶黏剂自20世纪40年代问世以来因具有卓越的耐低温、耐水、耐油等性能,且粘接强度高、柔韧性好,而被广泛应用于制鞋工业、磁带工业、复合薄膜、人造革、陶瓷和织物等方面的粘接。但是,目前所使用的聚氨酯胶黏剂大部分存在黄变问题,严重影响了粘接制品的美观,特别对于旅游鞋、运动鞋、汽车风挡玻璃等这些高级制品来说,问题显得尤为突出。为了改善制品的外观质量,开展不黄变聚氨酯胶黏剂的研究就显得非常有必要。而迄今为止,国内外有关不黄变聚氨酯胶黏剂的产品还很少见。吉明公司的科研人员经过长期的市场调研,综合各方面反馈信息,从聚氨酯的结构特征、各种力学性能和功能特性等方面进行深入研究探讨,开发出了一种结晶度高、结晶速度快、内聚强度大、耐热性好、剥离强度高、稳定性好、综合性能优良的新型不黄变热塑性聚氨酯胶黏剂[1]。 1实验部分 1.1原料及其规格 聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA3000),工业级,洛阳吉明化工有限公司;异佛尔酮二异氰酸酯(IP-DI),工业级,德国Bayer公司;1,6-己二醇(HDO),工业级,日本宇部兴产株式会社;二月桂酸二丁基锡,化学纯,天津化学试剂厂;丁酮,化学纯,无锡化学试剂厂。 1.2不黄变聚氨酯胶黏剂的制备 在装有电动搅拌装置、加热装置、温度计和真空入口的四口烧瓶中加入一定量的聚酯二元醇并加热升温至100~120℃,在余压小于0.67kPa下,脱水1~2h,取样测水分小于0.05%时降温至一定温度,加入扩链剂,并快速搅拌使其与聚酯完全均匀混合;然后加入二异氰酸酯及催化剂,快速搅拌并抽真空脱泡5~10min。当气泡抽完达到一定黏度时,停止搅拌、解除真空,将胶液倒入已预热的聚四氟乙烯盘中,于120~140℃的烘箱中熟化4~10h后,室温放置1周即可。以丁酮为溶剂、溶解为固含量20%的胶液。 1.3粘接强度的测定 将PVC材料制成150mm×25mm规格,用丙酮或底涂剂擦拭一遍,然后均匀涂胶两遍,在70~80℃的烘箱中待溶剂挥发完毕,贴合加压,于LJ-5000型拉力机(河北承德市试验拉力机厂)上按GB/T2791-1995测剥离强度,3~5min测初黏强度,24h后测终黏强度。 2结果与讨论 2.1聚酯二元醇的影响 聚酯二元醇的主链结构对聚氨酯胶黏剂的结晶度、结晶速度和内聚强度等方面的影响比较大。主链为线性链段的聚酯二元醇的结晶性和结晶速度均优于主链中含侧基的非对称性链段的聚酯二元醇。这是因为侧基的位阻作用会阻碍软链段的应变诱导结晶[2]。而以己二酸为二元酸和其它二元醇为原料合成的聚酯,结晶顺序如下:乙二醇1,4-丁二醇1,6-己二醇这是由于以偶数碳原子二元醇合成的聚酯,其分子中的供氢基团与供电子基团比较容易接近,较易形成氢链,而使聚合物分子链较易结晶,且随偶数碳原子的增加而增加。而以丁二醇聚酯为软链段合成聚氨酯胶黏剂具有较高的结晶温度、快的结晶动力学性能和相对高的软化点等力学性能和耐热性能,且能显著提高材质之间的剥离强度[3]。 2.2异氰酸酯指数(R=NCO/OH的物质的量比)对胶黏剂性能的影响 R值对胶黏剂的相对分子质量、表面张力、贮存稳定性及粘接强度等有较大影响。表1列出了不同R值对胶黏剂性能的影响。 新型不黄变热塑性聚氨酯胶黏剂的研究 点击此处查看全部新闻图片 从表1中可以看出,随着R值的增大,胶黏剂的黏度逐渐增大,初黏强度和终黏强度也增大,这是因为随R值的增大,胶黏剂的相对分子质量和胶黏剂的黏度同时增大,一般情况下,R值选择在0.95~1.10之间较合适,这是因为聚酯和扩链剂中存在少量水分及IPDI纯度等的影响[4]。R值过小,则胶黏剂的黏度和内聚强度较小,达不到粘接要求;R值过大,胶黏剂黏度太高,在使用中对