| 摘要：本文使用直接測(cè)試 PU 和 EPDM 結(jié)合強(qiáng)度的方法，進(jìn)行了聚氨酯組成和合成工藝的研究，獲得了與非極性材料具有良好結(jié)合力的表面涂飾料。 1 引言 聚乙烯（ PE ）、聚丙烯（ PP ）和乙丙三元共聚體（ EPDM ）分子結(jié)構(gòu)上缺乏極性基團(tuán)，即所謂非極性材料。其表面涂飾的難處在于與涂料的附著力較低。本文結(jié)合聚氨酯（ PU ）涂料組成，合成工藝等的研究，試圖以直接測(cè)試涂膜和 EPDM 結(jié)合力的方法（ GB8808-88 ，圖 1 ），獲得性能較好的涂料。在涂料基體的選擇方面，由于聚氨酯具有良好的吸附和化學(xué)粘合作用，低溫性能優(yōu)越，耐磨，抗老化，抗沖擊，耐油，填隙性等均好，且固化溫度低，所以特別適用于熱敏性材料 <1> 。 2 實(shí)驗(yàn)部分 2.1 主要原料與試劑 2,4 甲苯二異氰酸酯（實(shí)驗(yàn)試劑）（簡(jiǎn)稱 TDI ） 1,1,1 三羥甲基丙烷（實(shí)驗(yàn)試劑）（簡(jiǎn)稱 TMP ） 對(duì)苯二酚（ CP ） 1,4 丁二醇（ CP ） 聚酯多元醇（工業(yè)級(jí)） EPDM （工業(yè)級(jí)） 3,3' 二氯 4,4' 二氨基二苯甲烷（工業(yè)級(jí)）（簡(jiǎn)稱 MOCA ） 2,2 二甲基 3,3,5,5 四異氰酸基三苯甲烷（工業(yè)級(jí)）（簡(jiǎn)稱 7900 ） 2.2 實(shí)驗(yàn)方法 2.2.1 主劑的制備（端羥基組份） 聚酯多元醇減壓脫水，按一定比例加入 TDI ，在 60 ℃ ~65 ℃ ×2hr 條件下反應(yīng)，然后加入擴(kuò)鏈劑，再維持上述溫度 2hr ，熟化 90 ℃ ×0. 5hr 。 2.2.2 交聯(lián)劑的制備（端異氰酸基組份） TDI 和適當(dāng)?shù)娜軇┘訜?，滴加三羥甲基丙烷，溫度控制在 60 ℃ ~65 ℃ ，然后緩慢升溫到 90 ℃ ，保溫 30min ，冷卻，再加入對(duì)苯二酚 60 ℃ ~65 ℃ ×2hr 。 2.2.3 試樣制備 將上述兩個(gè)組份，按一定比例混合（ NCO/OH=1.15 ），然后按 0.5% 的量加入偶聯(lián)劑作為涂料，均勻涂于 EPDM 和聚氯乙烯（ PVC ），試樣晾置 10~20min ，趁 PU 未固化前將兩試件復(fù)合，室溫放置 24hr 待測(cè)。 2.3 性能測(cè)試 2.3.1 測(cè)試方法 參照 GB8808-88 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試樣寬度 50mm 。 2.3.2 測(cè)試原理 適當(dāng)?shù)剡x擇 PVC 、 EPDM 和 PU ，使得 EPDM 和 PU 的界面 a 比較容易發(fā)生破壞，則測(cè)得的強(qiáng)度數(shù)值就是非極性材料 EPDM 和 PU 的結(jié)合力。然后不斷調(diào)整 PU 組成等參數(shù)，本實(shí)驗(yàn)在測(cè)試值達(dá)到 200N 以上時(shí)，發(fā)生 PU 或者 EPDM 的基體破壞，可見涂料與 EPDM 的結(jié)合力已達(dá)到很好的強(qiáng)度。 3 結(jié)果與討論 3.1 主劑的組成和工藝 3.1.1 聚酯的選用 常用的多羥基組份為聚酯、聚醚等，聚酯的機(jī)械性能優(yōu)于聚醚。本實(shí)驗(yàn)選用的聚酯為已二酸和乙二醇縮合的二羥基產(chǎn)物，基分子量由羥值表征。分子量對(duì)性能的影響見表 1 。分子量為 1300 的聚酯合成的涂料與 EPDM 的結(jié)合很好。聚酯的分子較大時(shí)可能由于減少了氨基甲酸酯的含量，使性能下降 <2> 。 表 1 聚酯分子量的影響 由羥值計(jì)算的聚酯分子量 測(cè)試值（ N ） 1300 >200 1600 100~150 1900 ~100 3.1.2 擴(kuò)鏈劑 實(shí)驗(yàn)中選用了三種擴(kuò)鏈劑，結(jié)果見表 2 。丁二醇作為擴(kuò)鏈劑滿足使用要求。 MOCA 含有苯環(huán)和氨基，雖然從理論上講，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度、模量、粘附性、耐熱等， <3><4> 但是由于剛性太大，結(jié)果性能較差。 表 2 擴(kuò)鏈劑的影響 擴(kuò)鏈劑 測(cè)試值（ N ） 乙二醇 100~150 丁二醇 200 MOCA 100~150 3.1.3 ．主劑制備工藝 在溫度低于 50 ℃ 時(shí)，反應(yīng)不能順利進(jìn)行，時(shí)間過長(zhǎng)。溫度大于 100 ℃ ，則易發(fā)生副反應(yīng)，產(chǎn)生凝膠。反應(yīng)時(shí)間短，由于聚酯未反應(yīng)完全， NCO 含量過高，使丁二醇不能在主鏈的端基上。反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)， NCO 容易損失，使丁二醇不能發(fā)揮擴(kuò)鏈劑作用。 3.1.4 催化劑 <5> 實(shí)驗(yàn)選用二丁基二月桂酸錫 0.1% 與三乙烯二胺 0.2% 組成復(fù)合催化劑，加入反應(yīng)體系，可使聚酯和 TDI 反應(yīng)后的 NCO 值明顯下降。若不加催化劑，則在反應(yīng)條件下 NCO 值過高，特別在用 MOCA 擴(kuò)鏈時(shí)，將很快產(chǎn)生凝膠使反應(yīng)失敗。 3.2 交聯(lián)劑選用和制備 3.2.1 交聯(lián)劑的選用 交聯(lián)劑的影響如表 3 中所示， TMP/TDI 是常用的 PU 交聯(lián)劑， HXT 是 Bayer 公司生產(chǎn)的 HDI 三聚體，結(jié)果都較差。江蘇恒大膠粘劑廠生產(chǎn)的 7900 雖然有很好的強(qiáng)度，但是該產(chǎn)品為氯苯溶液，毒性和污染較大，且價(jià)格較高，不太理想。 TMP/ 對(duì)苯二酚 /TDI 作為交聯(lián)劑能滿足使用要求。 表 3 交聯(lián)劑的影響 交聯(lián)劑 測(cè)試值（ N ） TMP/TDI 100-150 HXT 100 7900 >200 TMP/ 對(duì)苯二酚 /TDI >200 3.2.2 交聯(lián)劑的制備工藝 制備同主劑的工藝相似，但 TMP 采用滴加工藝可防止凝膠，對(duì)苯二酚引入了苯環(huán)，增加了 PU 的硬段含量，使產(chǎn)品具有較高的交聯(lián)密度 <6> ，交聯(lián)劑的制備不可使用催化劑。 3.2.3 偶聯(lián)劑及其使用方法 <7> 有機(jī)硅偶聯(lián)劑可大幅度提高產(chǎn)品界面結(jié)合力（表 4 ），本實(shí)驗(yàn)使用 KH550 ， KH570 進(jìn)行了比較試驗(yàn)，結(jié)果 KH550 性能最理想。 KH550 一般用乙酸乙酯溶解后加入，否則易出現(xiàn)片狀物。 表 4 偶聯(lián)劑的影響 偶聯(lián)劑 性能（ N ） 無(wú) ~100 KH570 100-150 KH550 >200 4 ． 結(jié)論 本實(shí)驗(yàn)確定了一種與 EPDM 有良好結(jié)合力的聚氨酯配方，可望用于非級(jí)性材料的表面涂飾。 環(huán)氧樹脂 - www.gxjlmy.com -(責(zé)任編輯：admin) |
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