高透明水性聚氨酯膠黏劑

聚己二酸丁二醇酯(PBA,Mn=2000);聚四氫呋喃二元醇(PTMG,Mn=2000)、聚己內酯(PCL,Mn=2000);對甲苯磺酸,分析純;二月桂酸二丁基錫(DBT—DL),化學純;六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、甲苯一2,4一二異氰酸酯(2,4一TDI)、多異氰酸酯固化劑Bayhydur(VPLS2319),工業級;三羥甲基丙烷(TMP),化學純;二羥甲基丙酸(DMPA),土業級;乙二胺(EDA),分析純;N-甲基吡咯烷酮(NMP),分析純;三乙胺(TEA)、丙酮;芳香族聚酯二元醇(PAD),自製。

製備,主要影響因素,

製備

將二元酸和二元醇按計量準確加入燒瓶中加熱升溫並通N2保護,在170~230~C脫水酯化,控制出水的速度、溫度及反應時間,等到設定酸值、羥值後抽真空,得到設定分子量的芳香族聚酯二元醇。
在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、溫度計、氮氣進出口的500ml四口燒瓶中,加入聚酯二元醇,於90~120~C除水30rain,降溫奎80℃左右加入DMPA、TMP、NMP、TDI和HDI,滴加催化劑DBTDL,在氮氣保護下,於80~90℃反應至.NCO含量達理論值,得到預聚體。降溫至60~C後加入適量的丙酮和TEA中和成鹽。將所得預聚物在高速剪下下分散到去離子水中進行乳化,然後加入EDA擴鏈,最後減壓蒸出丙酮,得到陰離子水性聚氨酯分散液。

主要影響因素

①多元醇與透明性的關係 PTMG、PCL及PAD型聚氨酯的透明性優於PBA型的,聚醚與聚酯相比,醚鍵極性比酯基小,分子鏈間的相互作用力也較弱,微相分離度大,不易結晶,故透明性好。PBA分子對稱性、柔軟性均好,因此結晶性極好而呈不透明,PAD則是主鏈中有剛性的苯環;分子鏈的規整化排列受到限制,透明度更高。
②多元醇的結構對粘接性能的影響 極性大的聚酯型聚氨酯對PET/PET薄膜的粘接能力大,PCL型水性聚氨酯的結晶性差,因此粘接力小;同樣膜的硬度也是以PBA及PAD型聚氨酯較好。
③R(NCO/OH)值對薄膜T剝離強度的影響 當R值增大時,剝離強度先呈增太趨勢,達到1.4左右時剝離強度最大,隨著R值進一步增加而減小,這是因為NCO含量增加,分子鏈間作用增加;剝離強度增大;進一步增大時,硬段含量及相互作用力增大會阻礙分子鏈的活動性,從而使膠層變硬,分子量也隨著下降,其粘接性能因此下降,R為1.4左右時PET/PET的T剝離強度可獲得最大值。
④DMPA對乳液能狀的影響 DMPA過低膠黏劑粒子的親水性不夠,在貯存過程中會團聚而沉降;DMPA過高吸水率高,乳液黏度較大。隨著DMPA含量的增加,其膠膜吸水率隨之增大,乳液穩定性提高,為3.5%時乳液由石灰水狀變為半透微藍光乳液,充分中和的:DMPA量增加,粒子表面電荷密度增大,不易團聚;TEA的中和作用有利於聚合物微細分散,使粒子外側富集親水基團,與水分子有好的相容性,從而得到高穩定的乳液。

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