熱塑性聚氨酯熱熔膠的合成及改性研究.pdf

1、本文以聚醚/聚酯多元醇為軟段，二異氰酸酯與擴(kuò)鏈劑為硬段，制備了熱塑性聚氨酯彈性體型聚氨酯熱熔膠(簡(jiǎn)稱聚氨酯熱熔膠)。首先研究了聚氨酯熱熔膠合成工藝；其次通過紅外(IR)及差熱分析(DSC)、熱失重(TGA)等測(cè)試手段分析了熱塑性聚氨酯熱熔膠的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，探討了軟硬段組成、結(jié)構(gòu)、擴(kuò)鏈劑、異氰酸酯指數(shù)(R)等對(duì)聚氨酯熱熔膠的物理性能及粘結(jié)性能的影響，最后就熱塑性樹脂的種類對(duì)聚氨酯熱熔膠的性能影響作了分析。就聚氨酯熱熔膠耐水性差及耐

2、熱性差等問題，本文分別用羥基硅油及納米SiO2對(duì)其改性：通過紅外光譜(IR)表征羥基硅油改性聚氨酯的結(jié)構(gòu)；探討了羥基硅油的含量、納米SiO2的種類及含量對(duì)改性聚氨酯熱熔膠耐水性、耐熱性及粘結(jié)效果的影響；通過掃描電鏡(SEM)觀察膜表面隨羥基硅油量的增加硅氧鏈段遷移的情況；同時(shí)研究了納米SiO2在樹脂基體中的分布；通過熱失重(TG)測(cè)試，分別討論了羥基硅油、納米SiO2的添加對(duì)PUHMA熱性能影響。所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　 ⑴熱塑

3、性聚氨酯熱熔膠的最佳合成工藝條件為，預(yù)聚體合成溫度控制在80±5℃，反應(yīng)時(shí)間約2.5h，擴(kuò)鏈后，在110℃溫度下后熟化4h；當(dāng)異氰酸酯指數(shù)為0.98-1.02時(shí)，擴(kuò)鏈劑用量為1.0(聚酯多元醇與擴(kuò)鏈劑的摩爾比)時(shí)，制得的聚氨酯熱熔膠具有較佳的物理性能及粘結(jié)性能。TGA測(cè)試結(jié)果表明，對(duì)于不同的擴(kuò)鏈劑，其熱穩(wěn)定性順序是乙二醇、丁二醇、一縮三乙二醇；聚酯多元醇制備的聚氨酯熱熔膠的粘結(jié)強(qiáng)度較高，而且聚酯醇結(jié)構(gòu)越艦整、結(jié)晶性越強(qiáng)，制備的PUHMA

4、粘結(jié)強(qiáng)度越大；選用TPU類型的熱塑性樹脂，可改善聚氨酯熱熔膠成膜性、縮短開放時(shí)間、提高初粘力等作用，添加量約為25％；
　　 ⑵以聚酯二醇(PBA)和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)及1，4－丁二醇為主要原料，羥基封端的聚二甲基硅氧烷(簡(jiǎn)稱羥基硅油)為有機(jī)硅改性劑，用本體聚合法合成了羥基硅油改性的聚氨酯，IR測(cè)試表明羥基硅油成功嵌入了聚氨酯分子鏈中；當(dāng)聚酯醇與羥基硅油的摩爾比為6:1，聚氨酯膜表面水接觸角提高了約20℃，羥基硅油改

5、性的聚氨酯顯示出較好的疏水性，此時(shí)改性聚氨酯粘結(jié)強(qiáng)度下降很少，比純聚氨酯的僅下降0.16N/mm；TGA分析結(jié)果表明，硅氧鏈段的引入提高了聚氨酯膠粘劑耐水性的同時(shí)，其熱穩(wěn)定性也得到了改善，熱分解速率減慢，第二階段熱分解溫度提高約30℃；
　　 ⑶添加納米SiO2后，聚氨酯熱熔膠的粘結(jié)性能及耐水性均有所提高。當(dāng)納米SiO2(HL-150)的添加量為1.0wt％，此時(shí)聚氨酯熱熔膠的粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最大值，為2N/mm，比純聚氨酯材料提高