概述

    新型復(fù)合板材是近幾年發(fā)展起來的新型建筑材料，用于高檔建筑的內(nèi)外墻裝飾，美觀豪華、格調(diào)高雅，成為流行的上等建筑裝飾板材。而鋁-塑復(fù)合板材用膠粘劑，要求特殊的性能指標(biāo)，高的粘合強(qiáng)度，耐候性好，無論在干燥嚴(yán)寒的北方，還是在炎熱潮濕的南方，復(fù)合板材均不會開裂變脆。而且能適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)涂布，可在常溫條件下固化，將性能截然不同的金屬箔和塑料板緊緊粘合在一起。這些要求，是其它類型膠粘劑所不能達(dá)到的。而聚氨酯膠粘劑，具有較好的彈性和粘接力，在零下30℃也不會變脆，且原料易得，價(jià)格合宜，適合做為鋁-塑復(fù)合板用膠粘劑

    1實(shí)驗(yàn)部分

    1.1主要原料

    ＰＰＧ1000工業(yè)品;ＰＥＧ400工業(yè)品;ＴＤＩ工業(yè)品;溶劑工業(yè)品;固化劑含有胺基的芳香化合物自制。


    1.2合成方法

    (1)Ａ組分的制備在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計(jì)的四口瓶中，加入計(jì)量好的ＴＤＩ，在不斷攪拌下，加入經(jīng)過脫水的聚醚多元醇，升溫70～90℃，保持4～5ｈ，反應(yīng)完成后降溫用溶劑調(diào)節(jié)固含量。過濾出料，即為Ａ組分。


    (2)Ｂ組分制備在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計(jì)的四口瓶中，加入經(jīng)預(yù)先干燥、提純的溶劑，在不斷攪拌下，加入自制的固化劑，升溫40～50℃，待固化劑全部溶解后，冷卻至室溫。過濾包裝，即為Ｂ組分。


    (3)兩組分單獨(dú)包裝，在使用前將按一定質(zhì)量比混合在一起，經(jīng)充分?jǐn)噭�，方可使用，現(xiàn)用現(xiàn)配，不可將配好的料液存放，以防止固化交聯(lián)。


    1.3使用性能

    項(xiàng)目指標(biāo)配比(質(zhì)量)1∶038-05;涂布方式滾涂(刷涂);涂布量/ｋｇ•ｍ-204～05;涂布溫度/℃常溫;熟化溫度/℃;熟化時(shí)間/ｈ24;熟化壓力0007～0008ＭＰａ;剝離強(qiáng)度Ｎ/25ｃｍ>80

    2結(jié)果與討論

    2.1原料配比

    Ａ組分是由聚醚多元醇(-ＯＨ)和含有異氰酸基團(tuán)(-ＮＣＯ)的ＴＤＩ反應(yīng)而成，其中聚醚多元醇是ＰＰＧ和ＰＥＧ的混合物，因?yàn)閮山M分的相對分子質(zhì)量不同，加入部分ＰＥＧ以便調(diào)整ＰＰＧ分子的規(guī)整性，增加交聯(lián)密度，形成不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加粘合力，其用量為ＰＰＧ/ＰＥＧ以1∶01～025(質(zhì)量比)，量大則膠膜發(fā)脆、粘結(jié)強(qiáng)度下降、且成本高。


    聚醚多元醇(-ＯＨ)和異氰酸酯(-ＮＣＯ)兩官能團(tuán)之比，直接影響產(chǎn)品性能和粘合強(qiáng)度，若(-ＯＨ)>(-ＮＣＯ)，則反應(yīng)過程消耗了全部(-ＮＣＯ)基團(tuán)，過量(-ＯＨ)基團(tuán)不具有反應(yīng)活性，不能同Ｂ組分形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，也就不能產(chǎn)生較強(qiáng)的粘合力。若使聚醚兩端含有(-ＮＣＯ)活性基團(tuán)，則兩官能團(tuán)之比(-ＯＨ)/(-ＮＣＯ)至少為1∶2，若以此為例，反應(yīng)產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量高，粘度大(如圖1)，在復(fù)合板材上涂布不均勻，影響粘結(jié)強(qiáng)度，Ｔ-剝離強(qiáng)度小于(80Ｎ/25ｍｍ)，若2<(-ＯＨ)/(-ＮＣＯ)<25，產(chǎn)品相對分子質(zhì)量低，粘度小，能達(dá)到較強(qiáng)的粘結(jié)力，其Ｔ-剝離強(qiáng)度大于(80Ｎ/25ｍｍ)。但(-ＮＣＯ)不能過量太多，因產(chǎn)品中含過量的游離(-ＮＣＯ)，會造成環(huán)境污染，增加成本，且不能顯著地提高粘合性能。綜合考慮，使Ａ組分具有足夠的反應(yīng)活性，產(chǎn)生較好的粘結(jié)力，本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為(-ＯＨ)/(-ＮＣＯ)為1∶202～205范圍較為合宜。

    2.2反應(yīng)溫度

    在反應(yīng)過程中，因?yàn)?-ＮＣＯ)的活性高，一旦被活化與活潑氫的反應(yīng)很激烈，急劇放出大量熱，很難控制。在這種情況下，如果不能及時(shí)將反應(yīng)熱移出去，產(chǎn)品就會出現(xiàn)支化交聯(lián)，嚴(yán)重情況出現(xiàn)凝膠，不能使用。若溫度太低，官能團(tuán)未被活化，反應(yīng)過程很慢，且反應(yīng)不完全，使產(chǎn)品中含過量的游離(-ＮＣＯ)基團(tuán)，污染環(huán)境，所以控制反應(yīng)溫度是合成的重要條件，認(rèn)為控制反應(yīng)溫度70～80℃較為合理。


    2.3水含量

    1)在聚氨酯合成中，很忌諱原料中含有水分，因?yàn)楫惽杷狨ヅc水很容易反應(yīng)，如下式:

新型復(fù)合板材用聚氨酯膠粘劑的研究

    當(dāng)反應(yīng)生成不穩(wěn)定的氨基甲酸酯，使產(chǎn)品粘度增加，且很快放出胺基化合物與ＣＯ2，再進(jìn)一步與異氰酸酯反應(yīng)生成縮二脲，促使凝膠化。即使不發(fā)生膠凝，消耗大量的(-ＮＣＯ)，使配料比發(fā)生變化，也會導(dǎo)致產(chǎn)品不能使用。


    2)若在Ｂ組分中含有水分，當(dāng)兩組分混合后，像上述異氰酸酯和水發(fā)生反應(yīng)，在固化過程中產(chǎn)生大量ＣＯ2氣體，應(yīng)用在鋁-塑復(fù)合板材中，因?yàn)閮擅娑际侵旅艿慕饘?a href='../../zsk/ct.asp?id=8546' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>箔材，沒有空隙釋放出ＣＯ2氣體，因此在板材局部地方產(chǎn)生大小不均勻的氣泡，將箔材鼓成高低不平的氣包，影響板材的平整、美觀，甚至成為廢品，為此，嚴(yán)格控制原料、產(chǎn)品及工藝過程中水含量在01%以下，最好是小于005%。


    3)兩組分的配比Ａ、Ｂ兩組分的配比對粘接強(qiáng)度的影響，如表1:

新型復(fù)合板材用聚氨酯膠粘劑的研究

    以Ａ組分為基礎(chǔ)，Ｂ組分量少，則交聯(lián)點(diǎn)少，形成疏松網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，粘合強(qiáng)度低;若Ｂ組分量大，交聯(lián)點(diǎn)或者說反應(yīng)點(diǎn)多，形成密集的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，粘合力強(qiáng)，但缺乏彈性，在外力作用下，容易變脆而開裂。另外，Ｂ組分含量高，溶劑量大，揮發(fā)較慢，影響干燥速度;若Ｂ組分量小，混合后粘度大，對被粘材料潤濕較慢，使局部粘接面缺膠，影響粘接強(qiáng)度。


    3結(jié)論

    本文對膠粘劑的制備進(jìn)行了研究，確定了反應(yīng)條件及工藝過程，按照上述指標(biāo)，進(jìn)行了工業(yè)放大實(shí)驗(yàn)，其產(chǎn)品已用于鋁-塑復(fù)合板材生產(chǎn)線，經(jīng)廠家測試，認(rèn)為符合現(xiàn)場工藝操作條件，且性能好，粘接強(qiáng)度高，可替代進(jìn)口同類產(chǎn)品使用。其次，對于陶瓷、木材、織物、多孔材料及表面光潔的金屬材料等，具有良好的粘接性能。

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