高固含量丙烯酸酯改性聚氨酯胶粘剂的研制

聚氨酯(PU)结构中含有氨基甲酸酯基等官能团，故其具有良好的低温性能、弹韧性、耐油性、耐疲劳性和耐磨性等优点；聚丙烯酸酯具有价格低廉、耐酸碱性良好、耐候性较佳、结晶性和润湿性优异等特点，其不足之处是“热黏冷脆”。根据优势互补原理，将聚丙烯酸酯和PU进行共混，可合成出综合性能优异的PUA(聚丙烯酸酯改性聚氨酯)胶粘剂。

　　本研究主要以聚丙烯酸酯作为PU的改性剂，由此合成出高固含量、高初粘强度和终粘强度的PUA胶粘剂，将其用于玻璃与PVC(聚氯乙烯)等材料的粘接，可得到综合性能优异的胶接件。

　　1试验部分

　　1.1试验原料

　　碳化二亚胺-脲酮亚胺改性MDI(4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)，工业级，烟台万华聚氨酯股份有限公司；丙二醇型聚醚二元醇，工业级，山东东大化学工业有限公司；聚酯多元醇(1201)，工业级，青岛瑞诺化工有限公司；蓖麻油，分析纯，洛阳市化学试剂厂；扩链剂，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；丙烯酸羟乙酯(HEA)，分析纯，德实试剂贸易有限公司；羟基丙烯酸酯树脂(PA)，自制；催化剂，化学纯，上海雨田化工有限公司；乙酸乙酯，工业级，深圳市华昌化工有限公司。

　　1.2试验仪器

　　NDJ-1型旋转黏度计，上海安德仪器设备有限公司；JY/T001-1996型傅里叶变换红外光谱仪，Bruker(德国)公司；XL-250A型拉力试验机，广州实验仪器厂。

　　1.3PUA胶粘剂的制备

　　1.3.1多元醇的脱水处理

　　将聚醚二元醇、聚酯二元醇和蓖麻油等分别加入到四口烧瓶中，升温至55℃左右，抽真空(110℃左右，真空度为999.915KPa)脱水1～2h；然后冷却至45℃以下，放入干燥器中密闭保存。

　　1.3.2PUA胶粘剂的合成

　　将改性MDI和PAPI加入到四口烧瓶中，缓慢滴加已脱水的聚醚二元醇、聚酯二元醇和蓖麻油混合液(0.5h滴毕)，82℃反应若干时间；然后加入扩链剂，反应至-NCO含量达到设计值时，降温至50℃；加入一定量的乙酸乙酯、PA树脂，升温反应至-NCO含量达到设计值时，加入适量催化剂，搅拌均匀；最后结束反应，将产物密闭储存在干燥容器中即可。

　　1.4测试与表征

　　(1)黏度：按照GB2794-1995标准，采用旋转黏度计进行测定(室温测试)。

　　(2)-NCO含量：按照GB12009.4-1989标准进行测定。

　　(3)拉伸剪切强度(金属-金属)：按照GB7124-1981标准，采用拉力试验机进行测定(室温测试)。

　　(4)初粘强度：将经丙酮处理过的铝合金试片施胶、70℃活化10min、复合以及0.5MPa施压30s后，立即测定其拉伸剪切强度(室温测试)。

　　(5)结构特征：采用红外光谱(FT-IR)法进行表征(KBr压片法制样)。

　　2结论

　　(1)以聚酯二元醇、聚醚二元醇和蓖麻油为混合多元醇，改性MDI和PAPI为混合异氰酸酯，合成了PU预聚体；然后以PA作为PU的改性剂，制成固含量为80%的PUA胶粘剂。

　　(2)制备PUA胶粘剂的较佳工艺条件为：R=2.2，w(PA)=8%，m(改性MDI)∶m(PAPI)=1∶1，w(HEA)=3%。在较佳工艺条件下制成的PUA胶粘剂具有较高的初粘强度和终粘强度，并且其储存稳定性较好。