二階交聯(lián)水性聚氨酯膠粘劑.pdf

1、復合薄膜用水性膠粘劑的環(huán)保優(yōu)勢日益凸顯，是膠粘劑發(fā)展的主要方向。目前研究和應用最多的為水性聚氨酯(WPU)膠粘劑。水性聚氨酯膠粘劑對多種薄膜具有較好的粘接性能，并且其粘度低、易于調膠涂布，近年來引起國內外研究者的重視。然而，水性聚氨酯膠粘劑目前尚存在一些問題：如對一些薄膜粘接強度較低、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聚體時，加入一定量的大分子三官能單體(F

2、MM)，在分子鏈中引入長鏈交聯(lián)，制備具有適度柔順、局域交聯(lián)結構（一階交聯(lián)）的端胺基WPU預聚體，作為甲組分。相對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)結構的同時，不會使分子鏈剛性太強，加入一定比例的大分子三官能單體，能在提高膠粘劑內聚強度的同時不削弱對基材的浸潤性，以提高粘接強度。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行復配制備雙組份水性聚氨酯膠粘劑(TC-WPU)。環(huán)氧基和聚氨酯預聚體分子鏈上的伯胺基、仲胺基

3、等基團發(fā)生反應，使分子量和交聯(lián)程度（二階交聯(lián)）進一步提高，使復合薄膜呈現(xiàn)出高的剝離強度、耐水性等優(yōu)良的綜合性能。
　　 基于上述構思，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結構特征和相轉變過程體系形態(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用量等對雙組份水性聚氨酯膠粘劑性能的影響。得到了如下結果和結論：
　　 (1)羧基含量和中和度對相轉變、固含量有明顯影響：隨著羧基含量提高，相轉變點提前，發(fā)生相轉變時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，相轉變越容易發(fā)生，中和度從100％降低到70％時，固含量由35.33％提高到45.26％。

5、　　 (2)-NCO/-OH值和FMM用量對預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，吸水率由23.52％降低到15.77％。隨著FMM的官能團與二元醇OH摩爾比的提高，膠膜吸水率降低；當FMM的官能團與二元醇羥基摩爾比為1:6時，吸水率降低到13.84％。
　　 (3)使用胺類擴鏈劑和中和劑合成水性聚氨酯預聚體，會使體系顏色加深，且隨著放置時間的延長，體系顏

6、色加深。
　　 (4)原料配比對剝離強度有明顯影響：隨著制備水性聚氨酯預聚體時DMPA用量提高，制得的BOPP/PE復合薄膜的剝離強度呈現(xiàn)增大趨勢，由內聚破壞轉變?yōu)楸徽巢牧掀茐?；當二元醇與DMPA羥基摩爾比=1.0∶1.4時剝離強度呈現(xiàn)極大值。隨著大分子三官能單體的官能團與二元醇羥基摩爾比的提高，BOPP/PE、PET/PE復合薄膜剝離強度呈持續(xù)增大趨勢，破壞方式均為被粘材料破壞。將TC-WPU用于非極性/非極性基材復合時，剝離