混合比例對聚氨酯粘接膠性能的影響

卜濤 張勇 劉亞瓊 龔洪洋 王華南 張光濤

摘要：混合比例對雙組份聚氨酯粘接膠性能的影響。文章主要探究了雙組分聚氨酯粘接膠A、B組分不同的混合比例對其性能的影響。雙組分打膠機在自動打膠時A、B組分的混合比例會出現波動，影響雙組分聚氨酯膠的適用期及固化后的力學性能，通過檢測其不同比例下的力學強度可以確定雙組分打膠機合適的比例波動范圍，使其能夠滿足廠家的使用要求。

關鍵詞：聚氨酯;混合比例;雙組分;力學強度

中圖分類號：TQ3238文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）05-0025-02

雙組分聚氨酯粘接膠通常由A組分和B組分組成，而且將兩個組分分開包裝。A為含NCO基的聚氨酯預聚體、含NCO基低相對分子質量的組分，B為含羥基低聚物、低相對分子質量多元醇或多元胺的組分，按其反應條件分為室溫固化和熱固化型兩類。室溫固化型雙組分聚氨酯膠黏劑特點為常溫下A、B組分按規定配比，混合均勻即可快速固化，性能和固化速率均可調，并且其粘接強度高，可以滿足結構膠的使用要求。目前雙組分聚氨酯膠黏劑包裝形式為A、B雙管（適用于膠槍打膠）或A、B大桶包裝（適用于自動打膠機）。打膠的優點是可以連續作業，施工效率高。但會存在A、B組分混合比例出現波動，會對膠黏劑的適用期及固化后的力學性能產生影響。

1實驗

1.1膠樣制備

按配方量分別將聚氨酯膠黏劑A組分，B組分制備好后密封保存，其中，A組分為含NCO基的聚氨酯預聚體及填料混合物;B組分為含低相對分子質量多元醇及填料混合物。

1.2實驗儀器

雙行星攪拌釜，四川永通機械設備有限公司;電子萬能試驗機，深圳新三思材料檢測有限公司;邵A硬度計

1.3試樣制備

將制備好的膠黏劑A、B組分按以下體積比進行混合

1.4性能測定

主要進行以下幾個實驗項目的測定：

適用期

試件在（23±2）℃：，相對濕度（50±5）%的恒溫恒濕條件下養護，按照GB/T13477.3進行，按B法測定其適用期

剪切粘接性能

使用電子萬能試驗機，按GB/T7124-2008膠粘劑拉伸剪切強度的測定方法測定。

試件在（23±2）℃，相對濕度（50±5）%的恒溫恒濕條件下養護。養護時間為5h、24h、3d、7d。

啞鈴拉伸性能

使用電子萬能試驗機，按GB/T528-2008膠粘劑啞鈴拉伸性能測定方法測定

試件在（23±2）℃，相對濕度（50±5）%的恒溫恒濕條件下養護。養護時間為7d。

硬度

使用邵A硬度計，按照GB/T531.1-2008標準硬度測定方法測定

試件在（23±2）℃，相對濕度（50±5）%的恒溫恒濕條件下養護。養護時間為7d。

2結果與討論

依照上述標準，對各項性能檢測結果如下：

2.1對適用期的影響

由上表可以看出，隨著體積比的增大，適用期呈現上升趨勢。分析原因為隨著體積比增大，B組分中的羥基含量越來越少，初期與A組分中的NCO基反應的羥基濃度小，故初期交聯固化反應速度呈下降趨勢。

由上表可以看出，隨著體積比的增加，初期體積比小的試樣剪切強度大，原因是初期體積比小的試樣可供A組分NCO基反應的羥基濃度大，固化交聯速度快。但隨著體積比的增大，后期剪切強度呈現增大趨勢，原因為隨著體系R值（_NCO/_OH）不斷增大，硬段含量增加，分子間氫鍵數量增多，體系交聯度提高，并且當異氰酸酯基團過量時，后期能夠與潮氣產生脲基甲酸酯，提高了膠層的內聚強度，故隨著反應時間的增加，膠的后期剪切強度呈現增大趨勢。

由下表可以看出

隨著體積比的增大.拉伸強度和硬度逐漸增大，伸長率逐漸減小。分析原因為隨著體積比的增大，體系R值逐漸增大，出現更多的脲基甲酸酯，形成更強的氫鍵作用，故拉伸強度和硬度逐漸增大;但氫鍵作用力增強會阻礙分子間的運動，故伸長率逐漸縮短。

3結論

混合比例的波動會影響雙組份聚氨酯粘接膠的適用期和力學強度，隨著體積比的增大，適用期逐漸縮短，初期剪切強度減小，最終剪切強度增大，拉伸強度、硬度增大，伸長率減小。綜合數據，混合比例小于9/1時，適用期過短，最終強度和硬度過小，比例大于11/1時，適用期過長，初期強度偏小，故應控制打膠機體積波動比例在9/1到11/1之間，及波動幅度小于10%，膠性能最優。