聚氨酯/丙烯酸酯/环氧树脂互穿网络胶黏剂的性能研究

摘要

聚氨酯胶黏剂是分子链中含有极性较强的氨酯基和异氰酸酯基的胶黏剂，因其硬度可调节、耐低温、柔顺性好等优点，在交通运输、包装印刷、制鞋、纺织印刷、家具制造、集成电路、航天航空等领域普遍应用。目前国内研制生产的橡胶用胶黏剂在粘接强度、固化速度、耐候性等方面与国外同类产品有不小的差距。本课题主要是通过互穿聚合物网络的方法将具有优异的粘接性、耐水性与耐候性特点的丙烯酸酯与模量高、附着力大和热稳定性优良的环氧树脂引入到聚氨酯胶黏剂中，以提高橡胶用聚氨酯胶黏剂在粘结强度、低温固化及耐候性等方面的性能，从而制得高性能聚氨酯胶黏剂。
　　（1）本实验采用预聚体法合成聚氨酯预聚体，以 MOCA（3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷）为固化剂制备聚氨酯胶黏剂。与聚酯型聚氨酯相比，聚醚型聚氨酯玻璃化转变温度低，在不同频率下其阻尼因子tanδ的峰值低，利于在动态环境下使用、耐水性好，但其力学强度略低于聚酯型，初始热分解温度低。TDI型聚氨酯刚性小，内聚能低，玻璃化转变温度低，动态条件下阻尼因子峰值低，动态条件下不易生热，吸水率也相对较低。
　　（2）研究不同含量环氧树脂E-51、PMBA（聚甲基丙烯酸丁酯）对胶黏剂性能的影响。环氧树脂的加入使材料Tg升高；随着环氧树脂含量的增加，材料的初始分解温度升高，热稳定性能改善；T型剥离强度由3.1kN/m增加为4.2kN/m。加入聚甲基丙烯酸丁酯后，IPN的tanδ峰高较聚氨酯/环氧树脂聚合物的tanδ峰值高,DMA曲线出现双峰，呈现明显的相分离。综合比较确定E-51质量分数为10％，PBMA的质量分数为30%。
　　（3）研究HEA（丙烯酸羟乙酯）对IPN胶黏剂性能的影响。与未接枝的互穿网络聚合物相比，通过HEA接枝的聚氨酯/丙烯酸酯/环氧树脂互穿网络聚合物能够提高材料的耐水性和耐热性。随着HEA质量分数的增加，体系的黏度也随之增加，当HEA的添加量为3%时，材料的T型剥离强度出现极大值4.6kN/m。
　　（4）不同扩链剂对胶黏剂性能的影响。三乙醇胺扩链的胶黏剂的tanδ最大，达到了0.79，tanδ>0.3的温域范围为-24.0~24.5℃与52.0~87.0℃，适用于常温或者稍高温的低频下使用，也可用于对于阻尼性能有特殊要求的条件。DDM、MOCA与DMTDA扩链的材料阻尼值较低（tanδ峰值在0.32左右），适合于高频高强度条件下使用。

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符号说明

第一章 绪论

1.1 聚氨酯材料简介

1.2 聚氨酯胶黏剂

1.3聚氨酯胶黏剂的改性

1.4聚氨酯互穿网络

1.5本课题研究的意义及内容

第二章 聚氨酯胶黏剂本体材料的制备与性能

2.1前言

2.2实验部分

2.3粘接机理及工艺

2.4 聚氨酯胶黏剂的制备

2.5性能测试

2.6结果讨论

2.7本章小结

第三章 环氧树脂、丙烯酸酯对互穿网络聚氨酯胶黏剂性能的影响

3.1前言

3.2实验部分

3.3反应机理

3.4 胶黏剂试样制备方法

3.5结果与讨论

3.6本章小结

第四章 接枝与非接枝对胶黏剂的影响

4.1前言

4.2实验部分

4.3胶黏剂试样制备方法

4.4结果与讨论

4.5本章小结

第五章 不同扩链剂对胶黏剂性能的影响

5.1前言

5.2实验部分

5.3胶黏剂试样制备方法

5.4结果与讨论

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢

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