双组分水性聚氨酯胶黏剂的合成及表征-论文.pdf

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1、第53卷第5期厦门大学学报(自然科学版)Vo1．53NO．52014年9月Journa1ofXiamenUniversity(Natura1Science)Sep．2O14双组分水性聚氨酯胶黏剂的合成及表征郑延清，邹友思(1．闽江学院化学与化学工程系，福建福州350108；2．厦门大学材料学院，福建厦门361005)摘要：以聚酯二元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1，4-丁二醇(BDO)和三羟甲基丙烷(TMP)等为原料合成了双组分水性聚氨酯(WPU)的多元醇组分．考虑到溶解性、反应活性、工业成本等因素，本研究从小分子二元醇(如乙二醇、丙二醇、丁二醇、一缩乙

2、二醇等)，小分子三元醇(甘油)，小分子四元醇(季戊四醇)，聚乙二醇(相对分子质量2002000)，聚丙二醇(相对分子质量300~2ooo)等数十种醇类化合物中，反复试验，再三筛选，最后确定以聚乙二醇一800和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体为原料合成了亲水性多异氰酸酯固化剂组分．将多元醇组分和固化剂组分混合配制，得到了双组分wPu胶黏剂．通过红外光谱(FT—IR)、核磁共振(NMR)、黏度、吸水率、黏接强度、离心稳定性等性能测试，分别对多元醇组分和固化剂组分合成的关键步骤及影响产物性能的各种因素进行了探讨．结果表明，当DMPA、BDO、TMP的质量分数分别为6、4、3时，多元醇

3、组分的外观、稳定性、黏接强度等性能较好；选择聚乙二醇作为亲水组分对HDI三聚体进行改性，且当其添加的质量分数为l1及以上时，制备出的多异氰酸酯固化剂组分具有较好的水分散性．关键词：水性聚氨酯；胶黏剂；多元醇组分；固化剂；黏接强度中图分类号：O631文献标志码：A文章编号：0438—0479(2014)05—071l—o7聚氨酯胶黏剂具有独特的软硬段结构，这种化学WPU或双组分wPU的多元醇组分的研究，对WPU结构决定了它具有耐低温、耐磨、耐脆化、拉伸强度固化剂的合成及表征报道极少．本文采用预聚体法制高、韧性、弹性好等优点[1]．传统的溶剂型聚氨酯胶备和表征了双组分wPU的多元醇组

4、分，并用低分子黏剂以二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯等溶剂为分散介质量聚乙二醇对多异氰酸酯进行亲水改性，成功合成质，这些溶剂易燃易爆，挥发性和毒性较大，污染环和表征了WPU固化剂组分，系统研究了多元醇组分境，危害操作者的身体健康[5。]．近年来，随着保护环和固化剂组分合成的关键步骤及影响产物性能的各境的舆论压力和人们的环保意识不断增强，一些发达种因素．将多元醇组分和固化剂组分混合使用，得到国家制定了限制挥发性有机物(VOC)的法律法规，这了具有优异黏接性能的WPU胶黏剂．已具备进行工些因素促进了水性聚氨酯(WPU)的快速发展l_8]．目业化生产的条件，具有较好的市场应用前景．前，WPU

5、胶黏剂已广泛应用于汽车工业、食品软包装、制鞋工业等各个领域_1川，但质量较好的产品大多1实验部分出自美国、日本和德国的大公司．单组分wPu使用方便，但是许多性能如耐水性、1．1原料耐溶剂性、耐化学品性、耐磨性、硬度等尚不能达到溶聚己二酸一1，4一丁二醇酯二醇(PBA，相对分子质剂型聚氨酯的水平[1；而双组分wPU通过使用多量2ooo)，上海鏊稞实业有限公司；甲苯二异氰酸酯异氰酸酯作为固化剂交联固化，大大提高了产品的交(TDI)，天津市风船化学试剂科技有限公司；二羟甲基联密度，性能可与溶剂型聚氨酯相媲美．丙酸(DMPA)，广州市腾利化工有限公司；1，4一丁二醇目前国内对WPU的研究

6、报道主要集中于单组分(BDO)、聚乙二醇(PEG，相对分子质量800)，西陇化工股份有限公司；三羟甲基丙烷(TMP)、三乙胺(TEA)，国药集团化学试剂有限公司；二月桂酸二丁基锡(DBTDL)，上海化工原料公司试剂部；丁酮，汕头收稿日期：2013-12-31市达濠精细化学品有限公司；六亚甲基二异氰酸酯*通信作者：yanqingz2115@163．corn·712·厦门大学学报(自然科学版)(HDI)三聚体，上海山聚化工有限公司；聚乙二醇单甲1．3分析测试醚(MPEG，相对分子质量800)，广州市靖诚贸易有限红外光谱(FT—IR)表征：使用NicoletAvatar360公司．型傅

7、里叶变换红外光谱仪进行测定．核磁共振(NMR)1．2实验过程表征：使用Bruker400核磁共振仪，以氘代二甲基亚1．2．1多元醇组分的合成砜(DMSO)为溶剂，四甲基硅烷(TMS)为内标进行H—NMR表征．在装有冷凝管、搅拌器、加热器的干燥三颈瓶中乳液黏度的测定：使用NDJ一1型旋转黏度计来测加入DMPA粉末和经脱水处理的PBA．通冷凝水，开试乳液的黏度．启搅拌，加热至40℃，缓慢滴入TDI，并加入催化剂吸水率的测定：将配制好的wPU胶黏剂乳液在DBTDL，升温至7O～80℃进