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当水性聚氨酯胶粘的原料及研究进展续

发布时间:2021-09-10 19:48:53 阅读: 来源:岩棉厂家
当水性聚氨酯胶粘的原料及研究进展续

水性聚氨酯胶粘的原料及研究进展续

交联剂

针对水性聚氨酯的耐水性和耐热性较差,可以在水性聚氨酯中引入交联。它分为内交联和外交联,内交联主要用于单组分水性聚氨酯,外交联主要用于双组分水性聚氨酯。外交联法所得的乳液性能好,并且可以根据不同的交联剂品种及用量调节胶膜的性能,是目前工业上应用最广的一种方法。常用的外交联剂有多官能团氮吡啶、甲氧甲醇化蜜胺、脲树脂、碳化二亚胺、多元异氰酸、封闭异氰酸、多官能团的I—氮杂丙烷、氨基塑料以及环氧型交联剂等.

随着交联剂用量的增加,膜的拉伸强度、耐水性,而溶剂性均增大。但是用量过大,会使膜的伸长率下降太多,同时使乳液颗粒粒径变大,成膜的时候融合性差,反而使膜的强度降低。

二 聚氨酯胶粘剂的研究进展

一些研究工作者按一定比例加入聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物,得到了性能较理想的聚氨酯预聚体。有资料报道,当聚酯/聚醚为35/65时,样品的拉伸强度、断裂强度、伸长率和硬度均较高。

异氰酸酯和醇羟基的当量比对自乳化水性聚氨酯的分散性能、膜的硬度、伸长率、回弹性以及永久变形性都有极大的影响。当nNCO(总)/nOH(总)趋属于装备配件1类于1时,形·成预聚物的分子量大,容易导致初期粘度偏大,分散困难;当nNCO(总)/nOH(总)偏大时,预聚物的粘度小,有利于分散,但乳化时剩余的一NCO与弱碱性胺类物质作用生成过多的脲结构而出现胶粒甚至凝胶。

郑玉等试验得出nNCO(总)/nOH(总)控制在1。2—1.8之间可以得到稳定的乳液。在此区间内,nNCO(总)/nOH(总)值越大,胶膜越硬;nNCO(总)/nOH(总)值越小,胶膜越柔软o Frisch用端羟基聚丁二烯、异佛尔酮二异氰酸酯(NCO/OH=1.8:1)和二羟甲基丙酸(DMPA/OH=1.8:1)进行反,应,用三乙胺中和并分散于水中,用乙二胺扩链,制得的分散液粘度 50cps,固含量为37。6%,伸长强度为1920PSI,伸长率为130%。,另外有多篇文献报道最佳nNCO(总)/nOH(总)为1.2

李延科等研究了R值(即nNCO(初);对乳液性能—的影响,结果表明:膜的拉伸强度随R值增大而增大,断裂伸长率和吸水率随R值增大而减小,膜的热稳定性随R值的增大先增大后减小;综合研究结果,当R=3.5时,膜的性能最好

提高注射压力能够下降制品的收缩率

孙国庆等通过实验发现,引入小分子量的1,4一丁二醇有利于游离TDI含量的降低;nNCO(总)/nOH(总)为1.8,反应温度为60℃—80℃,有机锡类催化剂用量在0.]%~0。2%时,只需反应1.5h就可以使产品游离TDI质量分数小于1%

张洪涛等研究过醇类扩链剂对水性聚氨酯性能的影响。对乙二醇、1,4一丁二醇和三羟甲基丙,烷比较发现,乙二醇和1,4一丁二醇扩链剂用量增大,乳液粒径减小,均一性增强;而三羟甲基丙烷使粒径和分散性增大,稳定性减小;0三宫能度醇类扩·链剂TMP能提高胶膜的耐水性r同时胶膜有较好的拉伸强度和断裂伸长率。

郝广杰等用马来酸酐与聚丙二醚醇(分子量1000)反应生成羧基酯多元醇,再与TDI一80、交联剂、扩链剂等反应,制成含羧基的胺的水溶液中,、即得到水性聚氨酯。并研究了扩链剂的种类和用量对树脂性能的影响,发现氨基扩链剂比羟基扩链剂的力学性能更好、但是乳液的粒径较大:双酚A作扩链剂,不仅可以、提高树脂的力学·性能,而且可以提高树脂的玻璃化温度,改善树脂皮革态的温度范围,但对乳液粒径影响不大。

丁莉等以聚醚PPG一220(分子,量=2000)和异GBT242⑴997金属管 扩口实验方法佛尔酮(工PDl)为主要原料,以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体制备了聚氨酯乳液胶粘剂,并着重探讨了DMPA含量及其加料方式对乳液及其胶膜性能的影响。指出只有DMPA含量在3%—8%范围时,乳液才具有较高的稳定性。在保证得到稳定乳液的前提下,DMPA含量越高,乳液粘度上升,粒径变小,粒径分布变窄;但膜力学性能呈上升趋势,如拉伸强度、拉伸剪切强度均增加,而断裂伸长率下降。但是亲水成分含量太多不利于胶膜的耐水性,故一般在兼顾乳液稳定的前提下,应控制亲水基团的含量。DMPA的加料方式对乳液及其膜性能也有影响。实验结果发现两步法(先将聚醚与二异氰酸酯反应一段时间后,再加入亲水扩链剂DMPA)较一步法(聚醚、二异氰酸酯和亲水扩链剂一次性加入反应釜内)制得的乳液分散性较好,但膜的力学’性能不及一步法好。

李文安用丙二酸和一缩二乙二醇反应制得聚酯二元醇。再与,TDI和DMPA反应合成水性聚氨酯分散体,进一步制成涂料,并讨论了中和剂对涂膜性能的影口向,发现三乙胺做中和剂,交联形成的膜泛白、透明度差,用乙醇胺可以达到较满意的.结果。郭琦等以聚醚多元醇、TDI、DMPA、中和剂TEA、以及自制扩链剂DE901制得水性聚氨酯,研究了成盐剂三乙胺的用量对聚氨酯乳液性状的影响,发现当TEA与DMPA的·摩尔比小于0.7:1时,得到的乳液稳定性不好,但随着TEA用量的增加,乳液放置数天后的粘度将.逐渐增大。所以选择TEA与DMPA的摩尔比为(0..78):1较佳。

我国的水性聚氨酯胶粘剂的研究起步较晚,国内研究尚处于开发起步阶段,应用研究水平不高,生产厂家较少,且品种单一,规模不大,特别在高性能、低VOC含量、多功能的水性聚氨酉旨胶粘剂的研究方面,产品质量与国外还存在很大一段差距,因此必须加强这方面的研究,以便缩短同国外的差距。

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水性聚氨酯胶粘剂的应用

复合薄膜软包装能起到屏蔽,可印刷和热封等功能,部分代替玻璃,马口铁,约等包装材料,已广泛应用于食品,医药,化妆品,办公消费品的包装.国内复合薄膜是20世纪70年代末80年代初发展起来的一种包装材料,主要应用于食品包装领域.而复合薄膜胶粘剂中有90%用的是聚氨酯胶粘剂.相比于溶剂型聚氨酯胶粘剂,水性聚氨酯胶粘剂具有无污染,低成本的优点,在食品包装等领域,水基胶代替溶剂型胶是必然趋势。据报道,欧洲用于食品包装复合薄膜水性聚氨酯胶粘剂每年约2.4×106kg,而且后几年将继续增长。但为了便于涂敷,要求粘度低,相应的聚氨酯相对分子量小,致使初粘性不够,因此研究开发内聚力大的低粘度聚氨酯复合材料胶粘剂成为了研究工作的热点。而水聚氨酯胶粘剂的复合改性离子型水性聚氨酯胶粘剂,其粘接性能大大增强,广泛应用于食品包装用复合薄膜的粘接。

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水性聚氨酯复合改性材料

水性聚氨酯复合改性材料常见的环氧树脂、聚硅氧烷和丙烯酸乳液。环氧树脂具有粘接力强、强度高和热稳定性好的特点,与水性聚氨酯复合后用于皮革涂饰剂可提高涂饰剂对基体的粘合性,涂饰光亮度,涂层的机械性能,耐热性和耐水性等,也可胶接聚丙烯薄膜,应用于食品包装。有机硅树脂有优良的耐高温、耐水耐候性及透气性,已广泛应用于聚氨酯材料的改性。丙烯酸以求得全面、调和和可延续地发展改性聚氨酯乳液将聚氨酯优良的拉伸强度,抗冲击强度、柔性和耐磨损性好,综合了丙烯酸树脂良好的附着力和较低的成本等优点,被誉为“第3代水性聚氨酯”,在食品和医药等的包装材料的粘接方面极具广阔的发展前景。

中国包装报

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