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最火湿固反应型聚氨酯热熔胶粘剂剥离强度影响因运城放料阀测量仪表小喇叭汉堡机OrE

发布时间:2023-11-04 08:33:50 阅读: 来源:内燃机厂家

湿固反应型聚氨酯热熔胶粘剂剥离强度影响因素

热熔胶粘剂是一种室温呈固态,加热到一定温度则熔化成液态,涂布、润湿被粘物后,经压合、冷却,能迅速完成胶接的胶粘剂。在大多数情况下,热熔胶粘剂不含水或溶剂,是一种100%固含量的胶粘剂。由于其低污染性、高初粘性和速粘性倍受现代自动化工业的欢迎,在书籍无线装订、包装封口、制鞋、纺织等方面获得广泛应用。热熔胶按其粘料可分为乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂类热熔胶粘剂;聚乙烯及乙烯共聚物热熔胶粘剂;聚丙烯热熔胶粘剂;聚酯热熔胶粘剂;聚酰胺热熔胶粘剂;聚氨酯热熔胶粘剂;苯乙烯类热熔胶粘剂等。

以聚氨酯(PU)为粘料的聚氨酯热熔胶粘剂与其他类型的热熔胶相比,具有优异的综合性能,其主要原因是聚氨酯热熔胶在受热后会失去聚氨酯分子中由氢键作用而产生的交联,变成熔融的粘稠液,冷却后又恢复原有物性。因此,聚氨酯类热熔胶具有优秀的弹性和强度,粘接强度高,耐溶剂、耐磨,适用于各种材料的粘接。

PU热熔胶通常分为两大类:一类是热塑性PU弹性体热熔胶;另一类是反应型PU热熔胶。热塑性PU热熔胶是热塑性PU弹性体制成的胶膜、胶带或胶末。PU弹性体是由聚酯多元醇、二异氰酸酯及链增长剂加成反应生成的线型嵌段共聚物。通过加热熔融涂胶而后冷却固化而起到粘接作用,但是它本身无反应性基团,仅以氢键形成分子间作用力,导致粘接强度低,同时还造成耐热性、耐溶剂性能差。湿固反应型PU热熔胶粘剂可克服这些缺点,性能可与溶剂型-反应型胶粘剂相无线电话媲美,因而湿固反应型PU热熔胶粘剂自20世纪80年代问世以来,日益被世人关注,成为胶粘剂行业中的佼佼者。目前,湿固型PU热熔胶在国内的研早在2002年诺基亚曾推出过钛合金外壳的8910究开发刚刚起步,有待于深入、细致地做好应用基础性研究工作,以推进湿固型PU热熔胶国产化的进程。

1 实验部分

1.1 主要原料及设备

二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),美国Huntsman公司产品;聚醚220(简称N220)、聚醚330(N330),上海高化三厂产品;EVA,上海威胜包装材料有限公司提供;石油树脂C5、萜烯树脂,上海方田弹性体有限公司提供;古马隆树脂,上海焦化厂产品;松香GA 90,荒川化学有限公司产品。涂布机、加热反应釜均为自制。剥离强度测试仪采用山东济南兰光机电技术发展中心生产的BLD 200S型电子剥离试验机。涂布基材采用市售帆布。

1.2 实验方法

1.2.1 MDI预聚物的合成

按照实验配方,在三口烧瓶中准确称量聚醚,搅拌、加热,控制温度在110℃并抽真空,以脱除聚醚中的水份。降温至50℃,通入N2气保护,加入MDI,反应温度应低于100℃,反应2h后,抽真空至无气泡,冷却、出料。

1.2.2 热熔胶、热熔胶胶接接头的制备

将增粘树脂、热塑性弹性体、抗氧化剂等原料加入反应釜中,搅拌、加热,待增粘树脂完全熔融后,抽真空,至无气泡为止,加入按1.2.1制备的MDI预聚物,搅拌均匀。涂布机恒温,将制好的胶样均匀涂覆在帆布上,压合,制成MDI基湿固型PU热熔胶胶接接头。置于室温下,发生湿固化反应。

1.2.3 胶接接头T-剥离强度的测试

参照GB/T,在BLD-200S型电子剥离试验机上进行胶接接头T-剥离强度的测试。试样尺寸为2×25cm,拉伸速度为25mm/min。

2 结果与讨论

胶粘剂的剥离强度试验方法是研究胶粘剂胶接性能的重要方法之一,适用于柔性胶接接头的测试,主要表征的是胶接接头抵抗裂纹扩展能力。影响胶粘剂剥离强度的因素很多,如被粘物的表面处理、固化条件、被粘物的性质、胶粘剂的性质、剥离速度、剥离角度等。本文主要讨论PU热熔胶粘剂本身的性质对剥离强度的喷绘系统影响。

2.1 湿固化机理

湿固型聚氨酯胶粘剂是以NCO端基预聚物为基料,配以热塑性树脂、增粘树脂、抗氧剂等制备而成。当胶粘剂加热,熔融成流体,涂布在被涂物表面,将两个被涂物贴合,冷却后胶层凝聚起到粘接作用,之后借助于空气中或者被粘物表面附着的湿气与预聚物端基-NCO发生反应、扩链,生成聚氨酯-聚脲结构的高分子聚合物,进一步起到粘接作用。

氨基甲酸酯链节(噪声NHCOO)、脲链节(NHCONH)极性很高,构成聚氨酯分子结构的刚性链节,使胶粘剂具有较高的强度和耐热性能。

2.2 预聚物结构对胶接接头剥离强度的影响

文中所用的异氰酸酯预聚体是利用聚醚多元醇和MDI的反应制得的。N220属于聚醚二元醇,与MDI反应生成线型结构的预聚物:

本文采用N220、N330的混合物作为多元醇组分制备含-NCO端基的预聚物,旨型预聚物分子结构中适当地引入一些交联结构,以改善胶接接头的物理机械性能、耐热性、耐溶剂性等。N330的加入对预聚物中-NCO含量的影响见表1。 由表1可以看出:随着聚醚330用量的增加,预聚体中-NCO含量减小。这是因为N330是3官能度的聚醚多元醇,它与MDI反应形成支化或交联结构所造成的。使用不同-NCO含量的MDI预聚体配制湿固型PU热熔胶,其剥离强度值见表2。

由表2可以看出MDI-聚醚预聚体结构对热熔胶剥离强度的影响较大。海关艇在预聚体中引入一定量的N330对热熔胶的剥离强度有明显提高,但随着N330量的进一步增加,热熔胶的剥离强度有所降低。这是由于3官能度的N330能够与MDI反应生成支化或交联结构的预聚物,提高了预聚物的内聚强度和模量,所以使得以其为基料的热熔胶的胶接接头的粘附强度增加。若N330加入过多,使交联度增加,引起胶接层的脆性增加,剥离强度下降。

2.3 增粘树脂对胶接接头剥离强度的影响

使用常见的热熔胶增粘树脂,配以热塑性弹性体EVA,制备湿固型PU热熔胶,研究增粘树脂种类对热熔胶剥离强度的影响。松香系树脂是使用最早的增粘剂,也是热熔胶中应用最多的一种增粘剂。从表3可以发现,松香GA90树脂对本热熔胶体系的增粘效果优于萜烯树脂、古马隆树脂。

若使用萜烯树脂和古马隆组成的复合增粘树脂,则热熔胶的剥离强度较单独使用萜烯树脂、古马隆树脂提高3.7倍。这可能是由于两个增粘树脂对胶粘剂强度的协同效应所致。从表3中还可以看出,萜烯树脂对湿固型PU热熔胶的增粘效果好于C5石油树脂。这可能是由于C5石油树脂是直链烃聚合物,而MDI-聚醚预聚体分子链中含有芳烃结构,结构相似者相溶,因此预聚物与含苯环结构的萜烯树脂的混溶性好,故导致对本热熔胶体系,萜烯树脂的增粘效果优于C5石油树脂。

3 结 论

(1)MDI-聚醚预聚体合成中,随着N330用量的增加,MDI-聚醚预聚体中游离的-NCO减小;

(2)型结构的MDI-聚醚预聚体中适当引入支化或交联结构,将使得热熔胶的帆布-帆布胶接接头的剥离强度明显提高;

(3)试模前的注意事项对于本热熔胶体系,松香树脂的增粘效果优于萜烯树脂和古马隆树脂;

(4)当萜便天经地义地成了海正聚乳酸研发团队亟需破解的困难烯树脂和古马隆树脂配合使用时,热熔胶的帆布-帆布胶接接头的剥离强度比单独使用其任一种时都也能够放电提高了近4倍。

来源:创意人


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