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改性劑對水性聚氨酯粘結強度的影響

來源:合肥華越新材料科技有限公司發布時間:2020.09.06 16:16:32 關注:139

為了降低成本,改善WPU的粘結強度。人們常常使用物理方法和化學共聚改性方法。共混改性是將WPU與其他水性樹脂進行物理共混來獲得其功能化產品。共聚改性指的是物質或材料之間發生化學反應,使得分子鏈或者物質結構發生變化,其性能也得以改變。市場上經常使用的改性劑有幾大類,如下。
(1)用有機硅改性
含有硅,分子結構即有有機結構特征,又有無機結構特征的一類高分子化合物就是有機硅化合物。有機硅具備很多獨特地優良性能,比如優良的生物相容性,低表能,低溫下具有較好的柔順性,還可以作為偶聯劑,其作用機理是:有機硅偶聯劑分子含有烷氧基團,發生水解作用與無機界面鍵合;分子的另一部分含有活性基團,可以結合粘結劑。這樣,有機硅偶聯劑就將基板與膠粘劑相連接,粘結界面存在很強的化學鍵,從而提高了粘結層的粘結強度。因此,在WPU中添加有機硅偶聯劑,基材的表面性能得以改善,水性聚氨酯的粘結強度增加。擴大了水性聚氨酯的適用范圍。
選用共聚改性的方法,用丙烯酸丁酯和硅烷偶聯劑改性水性聚氨酯分散體。研究表明,測試水性聚氨酯的T型剝離強度,其剝離試樣粘結面均破壞,PUC薄片的剝離強度隨著硅烷偶聯劑質量分數的增大而迅速提高,偶聯劑用量增加至8%,T型剝離強度取得峰值,是0.7N/cm一 1。用KH550做為改性劑,TDI當做硬鏈段,PBA-2000看做軟鏈段,擴鏈劑選用DEG,采用預聚法,制備WPU。研究表明,增加KH-550可以提高交聯度和復合膜的黏結強度。等采用聚二甲基硅氧烷與不同軟段的WPU共混,臨界表面張力稍微降低,與尼龍纖維的接觸角變小。其中聚二甲基硅氧烷與聚酯型WPU共混,接觸角的減小程度遠遠大于與聚醚類共混。這是因為尼龍表面具有疏水性,當與PDMS共混后,PDMS移向膜表面,使得表面容易潤濕,增強了與尼龍的粘結強度。把PDMS與聚酯聚醚類軟段(PEO ,PHMO,PTMO,PSCD)共聚研究表明聚二甲基硅氧(PDMS/聚乙烯(PHMO)與軟段共聚比沒有共聚的WPU的拉伸強度高。此外,將PDMS接入水性聚氨酯的軟鏈段中,達到高聚物分子軟鏈段引入硅元素,WPU初粘力得以提高。
(2)用環氧樹脂改性
環氧樹脂(EP)的特征是含有環氧基團,極性非常強,且不容易水解,高溫易降解。水性聚氨酯改性的環氧樹脂可以結合兩者的優勢,提高粘接強度以及耐水和耐溶劑性。再次,環氧樹脂屬于多輕基化合物,能將分支點引入到水性聚氨酯的主鏈中,形成了網絡結構,獲得更好的性能。
用環氧樹脂(E-44)改性芳香族WPU。實驗中得出,環氧樹脂的用量對其性能有較大的影響。在一定界線內,增加了環氧樹脂質量分數,水性聚氨酯的膠膜的拉伸強度緩慢增加;環氧樹脂質量分數快速增加時,水性聚氨酯的拉伸強度也增加較快。且EP=4%時,綜合性能較好。使用環氧樹脂(E-51)后擴鏈改性陰離子型WPU,并進行了性能測試,改性后,膠膜由未改性的16. 8MPa增加到32MPa。這可能是因為,EP-51是多官能團化合物,反應時,與乙二胺形成交聯,成網狀結構,增大其拉伸強度。

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