催化剂用量对聚氨酯胶粘剂粘接性能的影响

      线性的聚氨酯热塑性弹性体作为溶剂型粘合剂的原料 , 越来越受到人们的关注,国外已有工业化规模的生产装置 。 主要应用 于制鞋 、 家具 、 轿车等行业 。 对线性聚氨酯热 塑性弹性体的研究主要集中在结构特别是软段结构对粘接性能的影响和通过外加添加剂对粘合剂粘接性的影响上, 而催化剂对聚氨酯胶粘剂粘接性的影响还未见报道 。

      本文研究:催化剂用量对聚氨酯胶粘剂结晶温度和结晶动力学的影响催化剂用量对聚氨酯胶粘剂初粘力的影响。

1 实验部分

1. 1 聚氨酯胶粘剂的合成

       把一定量的聚己二酸一丁二醇聚酚加入三口瓶中 , 加热抽真空脱水 , 然后加人一定量的催化剂、 1 ,4一丁二醇 、 M D I 充分搅拌后 , 倒人 120 ℃ 烘箱中熟化24h 。 室温下放置 2 周备用 。

        配 制 : 用丁酮溶剂在实验室中把上述制备的聚氨酯聚合物溶解为固含量为巧 15% 的溶液 , 供测试粘度和粘接试验用 。

1. 2 试验方法

      差热扫描法 : 铝盘中放 5 一 9 m g 聚氨酯样品 , 在氮气保护下 , 以 1 0 ℃ / m i n 的升温速度从室温加热到 150 ℃ , 再冷却到 O ℃ , 可以得到聚氨酯胶粘剂样品的结晶 温度 ( T c ) 。 当把聚氨酯样品加热到 120℃ 时聚氨酯聚合物变软, 把温度降到 20 ℃ , 在等温条件下跟踪放热 时间, 直到结晶峰值出现 , 可以得到等温结晶动力学 。

      初始粘接力测试:试片用 P V C 革1 0 . 0 Cm ×2. 5 cm , 涂胶 , 待溶剂挥发干后 , 放置规定时间 , 在60 一 7 0 ℃ 加 热活化 3 m in , 加压 10.5 , 放置 3 m in 后按国标 G B 532一8 2 测其 T 型剥离强度。

2 结果与讨论

2 . 1 不同催化剂用量对聚氨酯胶粘剂结晶温度和结晶动力学的影响(表 l)

      催化剂用量对聚氨酯胶粘剂结晶温度的影响示于图 1

      由 D S C 测得的不同催化剂含量的聚氨酯胶粘剂样品的等温结晶动力学示于图 2。

      图 1 表明 , 随着催化剂用量的增加 , 聚氨酯胶粘剂的结晶温度从 22. 4 6 ℃ 上升到 24 ℃ , 也就是说随着催化剂用量的增加 , 聚氨酯胶粘剂趋向于易于结晶。 这一点从等温结晶的动力学谱图中也可以得到证明 , 20 ℃ 时结晶时间从 1 3 . 6 min 缩短到了 7 . 6min 。 这 一现象 可能是由于催化剂的加人 , 使聚酯型聚氨酯胶粘剂的分子中产生了轻微的交联结构 ,诱导了软段的结晶 , 使得聚酯型聚氨酯胶粘剂分子更易于结晶。

2.2 催化剂用量对聚氨酯胶粘剂粘接性能的影响

      催化剂的加人使得聚酯型聚氨酯胶粘剂的结晶性增加 , 而结晶恰恰是提高聚氨酯胶粘剂初粘力的最好途径 。 随着催化剂用量的增加 , P U 粘合剂对PVC 的初始粘接力增加 , 但当催化剂质量分数为 7×1 0 一 5 时, 初始粘接力开始下降(图 3 )。这主要是因为, 催化剂用量太大时 , 产生较多的交联结构 , 使得溶液粘度明显增大, 对被粘材质的表面渗透力大大降低。 同时交联结构的增多, 使聚合物分子内聚强度增大 , 因而使得对被粘材质的粘接力下降。

3 结论

     （1） 在聚酯型聚氨酯胶粘剂的合成过程中加人一定量的催化剂可以提高聚氨酯胶粘剂的结晶温度,增强结晶能力。 催化剂质量分数在 (3 一 5 ) × 1 0 一 5为宜 。

     （2）催化剂的加人可以适当提高聚氨酯胶粘剂的初始粘接性能 , 但当催化剂用量较多时 , 反而使溶液粘度过大 , 不易涂胶 , 并且使初粘力下降。