聚氨酯膠粘劑中含有強(qiáng)極性和化學(xué)活性的基團(tuán)，如異氰酸酯基(一NCO)、氨酯基(一NHCOO一)等，對(duì)多種含活性氫以及極性材質(zhì)有較強(qiáng)的粘
接性。雙組分聚氨酯膠粘劑具有性能可調(diào)節(jié)、粘接強(qiáng)度高、粘接范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，已成為聚氨酯膠粘劑的一個(gè)重要組成部分。本文合成了2種預(yù)
聚體，充分考慮了膠粘劑的操作性和粘接強(qiáng)度，研制出一種粘接強(qiáng)度高、操作性好、硬度適中的橡膠修補(bǔ)劑，已廣泛用于各類橡膠輸送帶、
橡膠葉輪、橡膠閥、電纜、膠輥等的修復(fù)和粘接，其固化物具有優(yōu)異的耐低溫性能、耐油、耐溶劑、耐磨、耐腐蝕性能和良好的耐老化性能
。
2實(shí)驗(yàn)部分
2．1主要原料
TDI，試劑，北京化工廠；純MDI，工業(yè)品，煙臺(tái)萬(wàn)華；蓖麻油，試劑，鄭州化學(xué)試劑二廠；聚氧化丙烯二醇(PPG400、．PPG700)，工業(yè)品
，天津石化三廠；聚氧化丙烯二醇(2028)，工業(yè)品，上海高橋石化公司化工三廠；聚氧化丙烯三醇(PPT400、PPT700、N3050)，工業(yè)品，天津
石化三廠；增粘劑，自制；MOCA，工業(yè)品，蘇州前進(jìn)化工廠。
2．2膠粘劑的制備
2．2．1 甲組分的制備
(1)TDI預(yù)聚物的合成
于三口瓶中加入配方量的聚醚多元醇、蓖麻油等，升溫至120℃，減壓脫水1～2 h，降溫至40～50℃左右，加入配方量的TDI，攪拌反應(yīng)
約2 h后升溫至80℃，于80±2℃下攪拌反應(yīng)約4 h，測(cè)NCO％含量，降溫出料，裝入鐵罐內(nèi)密封保存。
(2)MDI預(yù)聚物的合成
于三口瓶中加入配方量的聚醚多元醇、蓖麻油等，升溫至120℃，減壓脫水1-2 h，降溫至50～60℃，加人配方量的MDI，升溫至80℃。于
(80±2)℃下攪拌反應(yīng)約5 h，測(cè)NCO％含量，降溫出料，裝入鐵罐內(nèi)密封保存。
2．2．2 乙組分的配制
于三口瓶中加入配方量的聚醚多元醇、蓖麻油、MOCA及色漿等，升溫至55℃，攪拌均勻，加熱至110℃，減壓脫水1～2 h，降溫出料，裝
人鐵罐內(nèi)密封保存。
2．3 性能測(cè)試
(1)試樣制作將混勻后真空脫泡的膠液澆注在2 mm厚的PE或PP平模板中，室溫放置24 h脫模，繼續(xù)放置48 h備用。
(2)凝膠時(shí)間 分別稱取甲、乙各l0g，快速混勻，從混合時(shí)開始記時(shí)，記錄從混合到膠液出現(xiàn)拉絲的時(shí)間。
(3)拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率 用上述(1)制作的試樣按GB／T528－92標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。
(4)剝離強(qiáng)度按GB／T2790-1995標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。
(5)硬度(邵氏A) 按GB／T 531-92標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。
3結(jié)果與討論
3．1 適用期的調(diào)整
用TDI與多元醇合成的預(yù)聚物，與固化劑的反應(yīng)慢，室溫下1 0 h．才凝膠。而用M DI與多元醇合成的預(yù)聚物，與固化劑的反應(yīng)快，混合時(shí)
放熱。這是因?yàn)門DI預(yù)聚物誘導(dǎo)效應(yīng)減少，位阻增加，因此反應(yīng)速度減慢。而M DI預(yù)聚物由于：M DI的2個(gè)一N C O基團(tuán)處于對(duì)稱分布狀態(tài)且相
距較遠(yuǎn)，周圍又無(wú)取代基，誘導(dǎo)效應(yīng)和位阻效應(yīng)都不明顯，即使其中一個(gè)一NCO參加了反應(yīng)，剩下的一個(gè)一NC O的活性仍較大。
本實(shí)驗(yàn)考慮到這個(gè)因素，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，最終選定2種預(yù)聚物配合使用，質(zhì)量比為1:1時(shí)最佳，不同配比對(duì)適用期的影響見表1。
3．2 不同分子質(zhì)量、不同官能度多元醇合成的預(yù) 聚物對(duì)膠粘劑性能的影響
根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，雙組分聚氨酯膠粘劑的異氰酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)在7％~1 0％時(shí)，膠粘劑的本體強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度最佳。本課題選用了不同分子質(zhì)
量、不同官能度的多元醇合成了一系列預(yù)聚物，設(shè)計(jì)的預(yù)聚物異氰酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)在9％-1 0％，配成膠粘劑后分別測(cè)試其性能。根據(jù)各種預(yù)聚
物的綜合性能，從中優(yōu)選出2種預(yù)聚物，添加其他助劑，配制出甲組分。
(1) 控制官能度在2．3左右，選擇不同分子質(zhì)量的多元醇分別與M DI及TDI合成預(yù)聚物，再按1：1(質(zhì)量)混合，與固化劑按比例調(diào)膠。不
同分子質(zhì)量的多元醇合成的預(yù)聚物對(duì)膠粘劑性能的影響見表2 .
(2) 控制分子質(zhì)量在1 400左右，選擇不同官能度多元醇分別與M DI及TDI：合成預(yù)聚物，再按1：1(質(zhì)量)混合，與固化劑按比例調(diào)膠，
結(jié)果見表3。
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，考慮到膠粘劑的可操作性，多元醇的官能度為2．3，分子質(zhì)量在1 400左右較為理想.
3．3 M OCA用量的影響
本試驗(yàn)選用N3050、蓖麻油和M OC A．作為固化劑的主要成分，其中N305 0用于調(diào)節(jié)固化劑的羥基含量，使甲、乙2組分的調(diào)膠比例
為1:1(質(zhì)量比)；蓖麻油用于改善膠粘劑的發(fā)泡性;M OC A用于調(diào)節(jié)固化速度和硬度，結(jié)果見表4。
根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，M OC A．質(zhì)量分?jǐn)?shù)在25％時(shí)最理想。
3．4 蓖麻油對(duì)修補(bǔ)劑發(fā)泡性的影響
雙組分反應(yīng)型膠粘劑中由于含有活性極高的一N C O，因此固化時(shí)不可避免地會(huì)與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)，放出C 02，使膠層產(chǎn)生氣泡，
影響膠層的內(nèi)聚強(qiáng)度。
因此我們選用油性的蓖麻油作為固化劑的主要成分，蓖麻油是脂肪酸的甘油酯，脂肪酸中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)90％的蓖麻油酸即 9一烯-1 2一
羥基一十八酸，另1 0％是不含羥基的油酸和亞油酸。蓖麻油具有憎水性，可減小膠粘劑對(duì)水分的吸附，使一NC0與水分接觸的機(jī)率降低，因
此改善了膠層固化時(shí)的發(fā)泡性。我們改變蓖麻油的含量，按同樣的工藝配制了橡膠修補(bǔ)劑。經(jīng)對(duì)比，測(cè)試結(jié)果見表5。從表5中可以看出，膠
粘劑中蓖麻油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在25％左右時(shí)，其綜合性能最理想。
3．5增粘劑對(duì)橡膠粘附性的影響
聚氨酯橡膠具有優(yōu)異的耐磨、耐腐蝕和良好的韌性，該類膠粘劑是理想的橡膠修補(bǔ)劑，但聚氨酯的強(qiáng)極性決定了其對(duì)極性基材有良好的
粘接性，但對(duì)非極性基材或極性小的基材的粘接性并不理想。為了解決這一矛盾，本課題合成了一種增粘劑，該增粘劑的非極性端能嵌入待
修的橡膠內(nèi)部，與其形成牢固的價(jià)鍵力。另一端能與一NCO反應(yīng)，使待粘橡膠與修補(bǔ)劑形成牢固的結(jié)合。增粘劑對(duì)黏附結(jié)果的影響見表6。
根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，增粘劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％時(shí)較為理想。
3.6 聚氨酯橡膠修補(bǔ)劑的性能
將聚氨酯橡膠修補(bǔ)劑于室溫固化3 d后測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果見表7。
4 結(jié)論
(1)本課題研制的橡膠修補(bǔ)劑操作性好，甲與乙的質(zhì)量比為1：1，固化后的膠粘劑與橡膠形成牢固的結(jié)合，且內(nèi)聚強(qiáng)度高，是一種高強(qiáng)度
的橡膠修補(bǔ)劑。
(2)自制的增粘劑有效地改善了聚氨酯膠粘劑對(duì)橡膠的粘接性能，粘接強(qiáng)度大于橡膠的本體強(qiáng)度。
(3)蓖麻油的加入提高了膠粘劑的憎水性，減小了膠層對(duì)水氣的吸附，因而減輕了膠層內(nèi)氣泡的產(chǎn)生，提高了膠層的內(nèi)聚強(qiáng)度。
共有 網(wǎng)友評(píng)論