反应性湿固化聚氨酯/环氧树脂共混体系的研究

摘要

随着人们环保意识的提高以及环保法规的完善，环境友好型材料备受关注。在聚氨酯材料领域，不含挥发性有机溶剂的聚氨酯制品得到广泛的重视与研究。本文合成了两种不同形态的反应性聚氨酯胶黏剂，制备过程都不使用任何有机溶剂，并且产品具有良好的性能，满足了环保要求以及使用要求。
　　本研究首先采用聚丙二醇（PPG-1000）、甲基六氢苯酐(MHHPA)，在有机锡的催化下合成出聚酯多元醇，以此为软段，分别以二苯基甲基-4，4-二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段，用预聚体法合成了三种低粘度湿固化聚氨酯胶黏剂;采用化学滴定法以及红外光谱法测定了反应体系主要基团的变化;利用力学性能试验，研究了异氰酸酯种类对聚氨酯固化速度、粘结物剪切强度及耐黄变性的影响。并将这三种聚氨酯分别与环氧6002共混，进行增强改性，探讨了不同共混体系力学性能、固化速度、耐黄变性能的差异，确定了最佳使用性能的共混配比以及最佳固化条件。本文所制备的低粘度湿固化聚氨酯胶黏剂力学性能优良，施工工艺便捷，耐黄变性能优异在对外观要求较高的制品粘接方面有良好应用前景。
　　其次，本文采用1，4-丁二醇、乙二醇、MHHPA、PPG-4000、MDI为原料，合成出了一种湿固化型聚氨酯热熔胶;探讨了聚酯的类别、聚醚与聚酯的比例、端基-NCO含量、扩链剂的用量等因素对所制备的聚氨酯热熔胶的粘度、初粘力、开放时间、定位时间、终强度等性能的影响，确定了满足使用要求的热熔胶制备的最佳配方;并利用纳米SiO2以及WS-12复合微粒子两种无机组分对聚氨酯增强改性，对比了不同含量的两种粒子对热熔胶粘接强度的影响，确定无机纳米粒子的最佳含量以及固化条件。本研究制备的聚氨酯热熔胶经纳米粒子改性后的强度可达7.1MPa，开放时间为2min，定位时间3min，初强度为1.18MPa，能够，满足使用要求。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 聚氨酯树脂概述

1．2．1 聚氨酯的性质与特点

1．2．2 聚氨酯的应用

1．3 聚氨酯胶黏剂

1．3．1 聚氨酯胶黏剂的特点

1．3．2 聚氨酯胶黏剂的粘结机理

1．4 聚氨酯胶黏剂的分类

1．4．1 多异氰酸酯胶黏剂

1．4．2 双组份聚氨酯胶黏剂

1．4．3 无溶剂聚氨酯胶黏剂

1．4．4 水性聚氨酯胶黏剂

1．5 聚氨酯胶黏剂的改性

1．5．1 环氧树脂改性聚氨酯胶黏剂

1．5．2 填料改性聚氨酯胶黏剂

1．6 聚氨酯热熔胶

1．6．1 热熔胶的研究进展

1．6．2 湿固化聚氨酯热熔胶的制备及基本原料选择

1．6．3 热熔胶制备过程中填料的选择以及凝胶效应

1．6．4 聚氨酯热熔胶贮存稳定性及CO2的消除

1．6．5 聚氨酯热熔胶发展前景

1．7 本课题的研究意义和研究内容

1．7．1 选题意义

1．7．2 课题主要内容

第2章 低粘度反应性聚氨酯的制备及其与环氧共混体系的研究

2．1 引言

2．2 实验原料与仪器

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验仪器

2．3 实验部分

2．3．1 反应性湿固化聚氨酯预聚体的制备原理

2．3．2 以MDI为异氰酸酯的聚氨酯预聚体的制备

2．4 分析及测试

2．4．1 聚醚多元醇中水分含量的测定

2．4．2 反应性聚氨酯端基NCO含量的测定

2．4．3 三种聚氨酯预聚体及其与环氧树脂共混体系粘度的测定

2．4．4 红外光谱分析

2．4．5 力学性能测试

2．4．6 耐黄变性能测试

2．5 结果与分析

2．5．1 含有PPG／MHHPA型聚酯链段的聚氨酯预聚体

2．5．2 三种聚氨酯预聚体／环氧6002共混体系的粘度

2．5．3 异氰酸酯指数的确定

2．5．4 聚酯多元醇以及聚氨酯预聚体的红外光谱分析

2．5．5 力学性能结果分析

2．5．6 三种PU及其与环氧共混物的耐黄变性能分析

2．6 本章小结

第3章 湿固化聚氨酯热熔胶的制备及其性能研究

3．1 引言

3．2 实验原料与仪器

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验仪器

3．3 实验部分

3．3．1 聚酯的合成

3．3．2 聚氨酯热熔胶的合成

3．3．3 无机纳米粒子改性聚氨酯的制备

3．4 测试与表征

3．4．1 聚酯多元醇羟值的测定

3．4．2 自制聚酯多元醇以及聚氨酯热熔胶的红外光谱分析

3．4．3 聚氨醋预聚体中NCO含量的测定

3．4．4 粘度的测定

3．4．5 热熔胶基本性能测试

3．4．6 木材粘结件拉伸剪切强度的测定

3．5 结果与讨论

3．5．1 聚酯的红外光谱分析

3．5．2 -NCO含量的确定

3．5．3 聚酯结构对热熔胶力学性能的影响

3．5．4 聚酯／聚醚的比例对热熔胶粘度及物理状态的影响

3．5．5 聚酯／聚醚的比例对热熔胶力学性能的影响

3．5．6 固化时间对聚氨酯热熔胶力学性能的影响

3．5．7 纳米粒子改性对热熔胶力学性能的影响

3．5．8 ws-12复合微粒子对热熔胶力学性能的影响

3．6 本章小结

第4章 总结与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢