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5、 提高水性聚氨酯膠粘劑性能的途徑 近年來(lái)，對(duì)水性聚氨酯膠粘劑干燥速度慢、初粘性低、對(duì)非極性基材濕潤(rùn)性差、耐水性不佳、耐熱性不高等問(wèn)題進(jìn)行大量的研究，提出了一些進(jìn)措施。 一、調(diào)整結(jié)構(gòu) （1）    在保證乳液穩(wěn)定性的前提下，親水基團(tuán)的含量盡可能低，可提高膠膜的耐水性。 （2）    聚醚多元醇相對(duì)分子質(zhì)量越小，則膠膜越硬，耐水性也較好。 二、改進(jìn)工藝   采用工藝性能優(yōu)良的乳化設(shè)備。進(jìn)行熱處理可提高膠膜的強(qiáng)度和耐水性。對(duì)于交聯(lián)型水性聚氨酯，加熱能形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使耐水、耐熱性能提高。對(duì)于熱塑性水性聚氨酯，受熱會(huì)使三乙醇胺、氨、醋酸等鹽試劑從膠膜中脫出，增加疏水性。另外，也會(huì)產(chǎn)生一定程度的交聯(lián)和支化。 三、交聯(lián)改性   交聯(lián)是提高水性聚氨酯性能的有效方法，可提高膠膜的耐水性、耐熱性和粘接強(qiáng)度。交聯(lián)分為內(nèi)交聯(lián)和外交聯(lián)。所謂內(nèi)交聯(lián)就是在合成時(shí)使水性聚氨酯含有反應(yīng)性的官能團(tuán)，經(jīng)熱處理后便能形成交聯(lián)。如采用部分三官能團(tuán)的多元醇或異氰酸酯、引入胺基或環(huán)氧基團(tuán)、封閉型異氰酸酯乳液、多官能團(tuán)交聯(lián)劑等都可制得內(nèi)交聯(lián)水性聚氨酯。內(nèi)交聯(lián)方法的缺點(diǎn)是預(yù)聚體粘度很大，難以乳化。同時(shí)聚氨酯微粒間聚集性差，成膜性能不好。   外交聯(lián)法即是在使用前添加交聯(lián)劑，在成膜過(guò)程或成膜之后，加熱產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成交聯(lián)的膠膜。與內(nèi)交聯(lián)相比，所得乳液性能好，其缺點(diǎn)是為雙組分體系，沒(méi)有單組分型方便。在工業(yè)上大都對(duì)羧酸型陰離子乳液進(jìn)行交聯(lián)，外交聯(lián)法又分為高溫交聯(lián)法和室溫交聯(lián)法。用甲醛、三聚氰胺-甲醛樹脂、環(huán)氧化合物人交聯(lián)劑，一般在120~1800C下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。以氮丙啶、碳化二亞胺、多異氰酸酯、金屬鹽類化合物為交聯(lián)劑，在室溫條件下進(jìn)行交聯(lián)，但因交聯(lián)反應(yīng)迅速進(jìn)行，短時(shí)間內(nèi)易產(chǎn)生凝膠，一般是在使用聚氨酯乳液時(shí)加入交聯(lián)劑。 一、復(fù)合改性 為了改善水性聚氨酯的某些性能，可與其他水性樹脂如環(huán)氧樹脂乳液、丙烯酸酯乳液、VAE乳液、氯丁膠乳、天然膠乳、聚醋酸乙烯乳液、脲醛樹脂等共混，制成新的水性膠粘劑，其性能有所提高。將水性聚氨酸與環(huán)氧樹脂乳液共混，提高粘合性、耐水性和耐溶劑性等。  水性聚氨酯與丙烯酸酯乳液共混，其性能介于聚氨酯和丙烯酸酯乳液之間。 聚氨酯和丙烯酸酯共聚復(fù)合乳液（PUA）具有優(yōu)異的性能，對(duì)金屬粘接性良好，耐耐溶劑性提高。共聚復(fù)合的工藝首先是合成以丙烯酸羥乙（或丙）酯為端基的聚氨酯預(yù)聚物，乳化分散后再與丙烯酸單體進(jìn)行乳液共聚，即得PUA復(fù)合乳液。 水性聚氨酯還可作“種子聚合物”，并作為高分子乳化劑，加入丙烯酸酯、丙烯腈、醋酸乙烯、苯乙烯等單體，以過(guò)硫酸鹽為引發(fā)劑，進(jìn)行無(wú)皂乳液聚合，制得核殼型雜合水性樹，其性能比單純用丙烯酸酯乳液與聚氨酯乳液共混為好。PUA復(fù)合乳液技術(shù)是當(dāng)今國(guó)際上高分子材料研究的又一新成果，也是水性聚氨酯發(fā)展的一個(gè)新方向。 五、接枝改性 在聚氨酯乳液中加入適量（約20%）的苯乙烯單體，通過(guò)原位聚合法制得了聚氨酯-苯乙烯接枝乳液，提高了粘接性和耐水性。將N210聚醚、TDI、DMPA（二羥甲基丙酸）（5.9%）N-甲基吡咯烷酮加入裝有攪拌器和溫度計(jì)的三口反應(yīng)瓶中。NCO：OH=（1.3~1.4）:1于800C反應(yīng)3h。當(dāng)-NCO值達(dá)到或略低于理論值時(shí)，冷卻至600C，加入三乙醇胺進(jìn)行中各，得到預(yù)聚體。將預(yù)聚體。將預(yù)聚體冷卻至300C，在攪拌下加入50C定量的去離子水，再加入適量的擴(kuò)鏈劑乙二胺，于300C攪拌4h，制得聚氨酯（PUL）。在裝有攪拌器和溫度計(jì)的四口反應(yīng)瓶?jī)?nèi)加入已合成的PUL和苯乙烯單體，攪拌乳化30min，升溫到一定溫度加入引發(fā)體系（叔丁基過(guò)氧化氫：四乙烯五胺=1：1.5）2.8~4.2*10-3/100g，在500C反應(yīng)4h，最后制得PUL-苯乙烯接枝乳液，轉(zhuǎn)化率為91%，接枝效率為62.7%。6、水性乙烯基聚氨酯膠粘劑 水性乙烯基聚氨酯膠粘劑是指多異氰酸酯（或其預(yù)聚體）有機(jī)溶液分散在聚乙烯醇、羧甲基纖維素的水溶液中，或醋酸乙烯乳液、丙烯酸酯乳液、VAE乳液、丁苯膠乳等乙烯基乳液中而成的膠粘劑，又稱為水性高分子異氰酸酯膠粘劑（API）。水性乙烯基聚氨酯膠粘劑可為水溶型或乳液型的，又有單組分和雙組分之分。 一、水性膠粘劑的組成 （1）    乙烯基聚合物  常用有有聚乙烯（PVA）水溶液或乙烯基合成樹脂乳液，PVA的聚合度為300~2500，醇解度為88~99%，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)濃度5%~20%為宜。 （2）    多異氰酸酯  可用于制造水性乙烯基聚氨酯膠粘劑的多異氰酸酯有PAPI、MDI、TDI、TDI-TMP加成物、HDI、XDI、三苯甲烷三異氰酸酯等，以及它們與多元醇制成端NCO預(yù)聚體。最為常用的是PAPI（多亞甲基多苯基多異氰酸酯）。 （3）    溶劑  原則上講，凡能溶解多異氰酸及其預(yù)聚體的溶劑都能用，如脂肪族的芳香族烴類、酮類、酯類，但與水不相溶的有機(jī)溶劑更為合適，因?yàn)槿軇┡c水不相溶，水不能很快進(jìn)入多異氰酸酯和溶劑組成的微細(xì)液滴，溶劑保護(hù)液滴內(nèi)部NCO基團(tuán)不與水反應(yīng)，使膠粘劑有適宜的使用期。溶劑在水中的溶解性越小，膠粘劑的耐水性越好。 溶劑名稱 沸點(diǎn)   在水中的溶解性   在水浸泡后粘接強(qiáng)度   鄰苯二甲酸二丁酯（DBP） 鄰苯二甲酸二辛酯（DOP） 甲苯 二氯甲烷 醋酸溶纖劑 甲乙酮 醋酸乙酯 339 386 111 40 145 80 77 極小 極小 極小 極小 中等 中等 小 1.23 1.0 1.37 1.41 自然剝離 自然剝離 自然剝離 注：膠粘劑配方：PVA（聚合度1700，醇解度98.5，10份配成10%水溶液；PAPI6.6份、溶劑13.4份配成溶液 粘土20份）  注：膠粘劑配方：PVA（聚合度1700，醇解度98.5，10份配成10%水溶液；PAPI6.6份、溶劑13.4份配成溶液 粘土20份）   （4）填料   在膠粘劑中加入填料，如淀粉、粘土、高嶺土、滑石粉等可降低成本，防止?jié)B透，有的還能與異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)，提高粘度強(qiáng)度和耐水性。