单组分反应型聚氨酯热熔胶的制备及性能研究

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本文以聚四氢呋喃二醇(PTMG,Mn=2000)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA,Mn=2000)、聚氧丙烯二醇(PPG,Mn=2000)为软段,4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,1,4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇为扩链剂,采用预聚体法制备了一系列端—NCO基湿气固化型聚氨酯热熔胶。该类热熔胶固化快,粘接强度高,且不含任何有机溶剂,为环境友好材料。 实验过程中以化学滴定法及红外光谱法等手段测定了反应体系主要基团的变化,探讨了反应温度、反应时间和搅拌强度等条件的影响并确定了最佳的制备条件。同时,还分别测定了在不同的—NCO百分含量、异氰酸酯指数(NCO/OH摩尔比)、硬段结构、软段结构、扩链剂及固化催化剂下热熔胶的拉伸剪切强度及固化时间,并考察了软段结构对热熔胶初粘力、结晶性、耐水性及耐热性等的影响。 结果表明,反应温度太低、时间太短、搅拌强度小均会造成反应不完全,聚合物二醇的存在使得热熔胶固化不好、粘接强度低;反应温度高,则体系容易胶凝。适宜的反应条件为:预聚及扩链温度均为80±5℃;PTMG及PBA为软段的预聚时间为1h,PPG为软段的预聚时间为3h,扩链时间均为15~20min;搅拌转速为750转/分。 对不同结构组成的热熔胶粘接性能的考察结果显示,以MDI为硬段、PTMG为软段、1,4-丁二醇为扩链剂、NCO/OH为3.0:1、—NCO百分含量为1%、固化催化剂为三乙烯二胺及二月桂酸二丁基锡混合催化剂制得的热熔胶具有较好的粘接性能。粘接强度最大达6.74MPa。
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