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聚氨酯胶粘剂广泛应用于建筑领域,发挥着越来越重要的作用。近年来随着环保意识和对胶粘剂高性能要求的提高,绿色环保的聚氨酯胶粘剂成为胶粘剂领域的研究热点。本文针对目前建筑用聚氨酯胶粘剂含有大量挥发性有机溶剂,污染环境,综合性能欠佳等缺点,合成了两种环保型建筑用聚氨酯胶粘剂。 本文分为两个部分:第一部分以聚碳酸酯二元醇(PCDL)、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、聚己二酸乙二醇酯(721)为主要原料,采用本体聚合法,通过分子设计手段,获得粘度适中、综合性能优异的无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂。第二部分以聚酯(PBA)、二羟甲基丙酸(DMPA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,通过交联和改性的方法合成水性聚氨酯乳液,并添加水性固化剂,制得粘接强度优异的水性双组分聚氨酯胶粘剂。 采用力学性能测试仪、傅立叶变换红外光谱分析仪(FTIR)、热失重分析仪(TG)、粘度测试仪等测试手段,对产品性能和结构进行表征,从而确立最佳工艺条件。 其研究的具体内容如下: 1.当A组份多元醇选用聚碳酸酯二元醇(PCDL),异氰酸酯单体选用4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI),预聚后加入扩链剂1,4-丁二醇(BDO)和交联剂四乙烯五胺,可得到外观澄清透明的端羟基预聚体;当B组份以4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)为主体时,与聚己二酸乙二酯(721)适度聚合,能得到无色透明的端异氰酸酯预聚体。 通过性能测试,确定最佳工艺条件,结果表明:当BDO用量为8.50%,四乙烯五胺用量为1.50%时,R=n(-NCO)/n(-OH)为1.15时,胶膜邵D硬度52,拉伸强度11.20 MPa,断裂伸长率188.41%,24 h吸水率为1.23%,得到的胶膜力学性能和耐水性优异,流动性较好,室温可操作。此外,所制产品与市售双组分聚氨酯胶粘剂相比具有更好的耐水性、耐温性、耐黄变性和流动性。 2.在水性双组分聚氨酯胶粘剂的合成研究过程中,采用IPDI与液化MDI混合二异氰酸酯,比值为3,当聚氨酯多元醇(PBA3000)和聚氨酯多元醇(PBA2000)比值为2,DMPA用量为总固体量的2.80%,中和度为100%,R值为0.90,三羟甲基丙烷(TMP)用量为1.80%(占总固体质量的百分含量),合成了稳定的水性双组分聚氨酯乳液,当固化剂为0.50%(固化剂占乳液的质量百分含量)时,拉伸强度达到14.28 MPa,断裂伸长率为443.89%,吸水率为7.50%。 通过引入功能单体进一步提高产品性能,研究结果表明环氧树脂改性效果最好。当用量为总固体量的2.00%时,合成的水性聚氨酯胶膜拉伸强度达到16.31 MPa,吸水率低至6.30%,耐热性也得到明显提高,损失10%质量的温度由297.5℃提高到311.0℃。有机硅和有机氟的引入也有一定效果,胶膜的拉伸强度和耐水性都有相应提高。