復(fù)合薄膜用水性聚氨酯膠粘劑的制備和改性.pdf

1、水性聚氨酯乳液以水為分散介質(zhì)，具有低毒、安全、不污染環(huán)境、不易燃，較好的粘接強(qiáng)度、硬度及附著力等優(yōu)點(diǎn)，符合綠色工業(yè)的發(fā)展要求，目前已被廣泛應(yīng)用于粘合劑、涂料、皮革涂飾劑等領(lǐng)域，得到國(guó)內(nèi)外的重視。
　　 本文先以甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚酯/聚醚多元醇、二羥甲基丙酸(DMPA)、二月桂酸二丁基錫(DBT)、環(huán)氧樹(shù)脂6360、三乙胺等為原料，用丙酮法合成了透明的單組分水性聚氨酯膠粘劑，主要考察了預(yù)聚反應(yīng)過(guò)程體系中-NCO含量隨反應(yīng)

2、時(shí)間變化情況，6360的用量對(duì)水性聚氨酯膠粘劑的穩(wěn)定性、粘度、耐水性、T-剝離強(qiáng)度、膠膜硬度等性能影響，并借助傅立葉紅外轉(zhuǎn)換光譜(FT-IR)和激光粒度儀分別研究聚氨酯化學(xué)結(jié)構(gòu)和乳液粒徑的變化。結(jié)果表明：預(yù)聚反應(yīng)時(shí)間達(dá)到3h后，-NCO含量隨反應(yīng)時(shí)間變化不大，表明-OH基本反應(yīng)完全，由此確定環(huán)氧樹(shù)脂6360的加入時(shí)間；傅立葉紅外轉(zhuǎn)換光譜(FT-IR)分析表明合成了聚氨酯結(jié)構(gòu)，6360中的環(huán)氧基團(tuán)與-NCO發(fā)生反應(yīng)；隨6360加入量的增加

3、，乳液粘度和粒徑逐漸增大，水性聚氨酯的硬度和耐水性能逐漸提高，但乳液穩(wěn)定性逐漸降低；適量的6360能夠提高水性聚氨酯膠粘劑的T-剝離強(qiáng)度；當(dāng)6360的加入量為1％時(shí)，水性聚氨酯的綜合性能較好。
　　 上述合成的水性聚氨酯在耐水性、粘接性能方面存在欠缺，需對(duì)其進(jìn)行改性。本文在上述優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)配方和工藝基礎(chǔ)上，選用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)作為內(nèi)交聯(lián)劑改性單組分水性聚氨酯?？疾炝薑H550的用量對(duì)水性聚氨酯膠粘劑的穩(wěn)定性、

4、粘度、耐水性、T-剝離強(qiáng)度、膠膜硬度等性能影響。結(jié)果表明：KH550能顯著提高水性聚氨酯膠粘劑的T-剝離強(qiáng)度和耐水性；當(dāng)同時(shí)加入1％的6360及5％KH550時(shí)，合成的單組分水性聚氨酯膠粘劑的T-剝離強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐水性能較佳，缺陷是涂膠量較多，復(fù)合薄膜的工業(yè)生產(chǎn)成本較高。
　　 在不影響T-剝離強(qiáng)度的前提下，為降低涂膠量和工業(yè)生產(chǎn)成本，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)配方，選用乙二胺(EDA)作為擴(kuò)鏈劑，著重考察其擴(kuò)鏈工藝及加入量對(duì)水性聚氨酯膠粘劑T

5、-剝離強(qiáng)度及耐水性能的影響。結(jié)果表明：EDA在加水乳化之前制得的水性聚氨酯膠粘劑T-剝離強(qiáng)度優(yōu)于乳化時(shí)EDA與水一起加入制得的水性聚氨酯。隨著EDA的加入，乳液粘度逐漸增大，膠膜硬度增大，耐水性能得到提高，聚氨酯體系氫鍵作用力增強(qiáng)。
　　 為提高單組分水性聚氨酯在復(fù)合薄膜包裝材料上的使用性，本文最后探討了納米SiO2水溶膠改性單組分水性聚氨酯的研究。運(yùn)用激光粒度儀、接觸角儀、熱分析儀(TGA)、差示掃描量熱儀(DSC)、紫外分光