二階交聯(lián)水性聚氨酯膠粘劑.pdf

1、復(fù)合薄膜用水性膠粘劑的環(huán)保優(yōu)勢(shì)日益凸顯，是膠粘劑發(fā)展的主要方向。目前研究和應(yīng)用最多的為水性聚氨酯(WPU)膠粘劑。水性聚氨酯膠粘劑對(duì)多種薄膜具有較好的粘接性能，并且其粘度低、易于調(diào)膠涂布，近年來引起國(guó)內(nèi)外研究者的重視。然而，水性聚氨酯膠粘劑目前尚存在一些問題：如對(duì)一些薄膜粘接強(qiáng)度較低、固含量低、耐水性較差等。
　　 為了解決上述問題，本工作擬定出了“二階交聯(lián)”的研究思路：在合成水性聚氨酯預(yù)聚體時(shí)，加入一定量的大分子三官能單體(F

2、MM)，在分子鏈中引入長(zhǎng)鏈交聯(lián)，制備具有適度柔順、局域交聯(lián)結(jié)構(gòu)（一階交聯(lián)）的端胺基WPU預(yù)聚體，作為甲組分。相對(duì)于小分子三官能交聯(lián)劑，大分子三官能單體在引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，不會(huì)使分子鏈剛性太強(qiáng)，加入一定比例的大分子三官能單體，能在提高膠粘劑內(nèi)聚強(qiáng)度的同時(shí)不削弱對(duì)基材的浸潤(rùn)性，以提高粘接強(qiáng)度。以水性環(huán)氧樹脂為外交聯(lián)劑，將環(huán)氧基和胺基以一定摩爾比進(jìn)行復(fù)配制備雙組份水性聚氨酯膠粘劑(TC-WPU)。環(huán)氧基和聚氨酯預(yù)聚體分子鏈上的伯胺基、仲胺基

3、等基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，使分子量和交聯(lián)程度（二階交聯(lián)）進(jìn)一步提高，使復(fù)合薄膜呈現(xiàn)出高的剝離強(qiáng)度、耐水性等優(yōu)良的綜合性能。
　　 基于上述構(gòu)思，本文以甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇、大分子三官能單體、2,2-二羥甲基丙酸(DMPA)等為主要原料，通過兩步法制備了固含量高、耐水性好、粘接強(qiáng)度高的雙組份水性聚氨酯膠粘劑。通過紅外光譜分析、透射電子顯微鏡觀察表征了膠粘劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征和相轉(zhuǎn)變過程體系形態(tài)的變化?？疾炝斯に嚄l件、R值(-NC

4、O/OH)、擴(kuò)鏈劑種類、中和劑種類、中和度、大分子三官能單體用量、DMPA用量等對(duì)雙組份水性聚氨酯膠粘劑性能的影響。得到了如下結(jié)果和結(jié)論：
　　 (1)羧基含量和中和度對(duì)相轉(zhuǎn)變、固含量有明顯影響：隨著羧基含量提高，相轉(zhuǎn)變點(diǎn)提前，發(fā)生相轉(zhuǎn)變時(shí)的加水量由理論值的139％減少到104％，固含量由27.92％提高到34.11％;中和度越低，相轉(zhuǎn)變?cè)饺菀装l(fā)生，中和度從100％降低到70％時(shí)，固含量由35.33％提高到45.26％。

5、　　 (2)-NCO/-OH值和FMM用量對(duì)預(yù)聚體吸水率有明顯影響：隨著-NCO/-OH值增大，膠膜吸水率降低。-NCO/-OH值由1.1增大到1.7時(shí)，吸水率由23.52％降低到15.77％。隨著FMM的官能團(tuán)與二元醇OH摩爾比的提高，膠膜吸水率降低；當(dāng)FMM的官能團(tuán)與二元醇羥基摩爾比為1:6時(shí)，吸水率降低到13.84％。
　　 (3)使用胺類擴(kuò)鏈劑和中和劑合成水性聚氨酯預(yù)聚體，會(huì)使體系顏色加深，且隨著放置時(shí)間的延長(zhǎng)，體系顏

6、色加深。
　　 (4)原料配比對(duì)剝離強(qiáng)度有明顯影響：隨著制備水性聚氨酯預(yù)聚體時(shí)DMPA用量提高，制得的BOPP/PE復(fù)合薄膜的剝離強(qiáng)度呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，由內(nèi)聚破壞轉(zhuǎn)變?yōu)楸徽巢牧掀茐?；?dāng)二元醇與DMPA羥基摩爾比=1.0∶1.4時(shí)剝離強(qiáng)度呈現(xiàn)極大值。隨著大分子三官能單體的官能團(tuán)與二元醇羥基摩爾比的提高，BOPP/PE、PET/PE復(fù)合薄膜剝離強(qiáng)度呈持續(xù)增大趨勢(shì)，破壞方式均為被粘材料破壞。將TC-WPU用于非極性/非極性基材復(fù)合時(shí)，剝離