填料對聚氨酯膠粘劑的影響

張勇 卜濤 陸瑜種 陳淼 呂亞真 李瑤

摘要：以自制的聚氨酯預(yù)聚體為主體，輔以增塑劑、除水劑、催化劑，研究了高嶺土、碳酸鈣以及氣相二氧化硅對聚氨酯膠粘劑的影響。結(jié)果表明，4000目的高嶺土較6000目高嶺土有利于聚氨酯的擠出性能，碳酸鈣1號對聚氨酯膠粘劑的擠出性能有利，過多的氣相二氧化硅不利于聚氨酯膠粘劑的粘接。

關(guān)鍵詞：聚氨酯膠粘劑;高嶺土;碳酸鈣;氣相二氧化硅

中圖分類號：TQ050.4⁺5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-5922（2019）00-0133-03

聚氨酯膠粘劑是一種由聚醚多元醇作為軟段，以異氰酸酯作為硬段反應(yīng)制備的聚合物。其分子鏈中所含有的極性官能團(tuán)以及活性官能團(tuán)基材表面可以形成化學(xué)鍵或者氫鍵，從而形成良好的粘接。聚氨酯膠粘劑因?yàn)槠浞肿渔溇哂刑厥獾目烧{(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，并且擁有優(yōu)異的耐磨、耐疲勞、耐低溫等性能，被廣泛應(yīng)用于汽車、電器、合成板材、航天航空等民用生活及軍工領(lǐng)域，本文討論了不同種類及用量的粉料對聚氨酯膠粘劑性能的影響。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要原料

聚氨酯預(yù)聚體（Y1），實(shí)驗(yàn)室自制;除水劑，市售;高嶺土l號，4000目，市售;高嶺土2號，6000目，市售;碳酸鈣l號，市售;碳酸鈣2號，市售;鄰苯二甲酸二辛酯（DOP），市售;二月桂酸二丁基錫（催化劑），市售。

1.2儀器設(shè)備

雙行星攪拌釜：XXJ-2L，無錫錦路科技有限公司;萬能力學(xué)拉力機(jī)：自制;電子天平：ME-4002E，梅特勒-托利多國際有限公司;壓流擠出儀：PM-4300-30-N梅特勒-托利多國際有限公司。

1.3膠粘劑的制備

將預(yù)聚體、脫水劑、增塑劑一起加入攪拌釜中，開真空至-0.095MPa攪拌5min，加入粉料，繼續(xù)攪拌5min，開釜清干粉，再開真空至-0.095MPa攪拌50min，加入催化劑，開真空至-0.095MPa攪拌15min，最后裝入鋁管內(nèi)檢測。

1.4性能測試

本實(shí)驗(yàn)所制備樣品，全部進(jìn)行表干、固化速度、剪切強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、壓流擠出等項(xiàng)目檢驗(yàn)，其中表干、固化速度、剪切強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率均按照HG/T-4363-2012《汽車車窗玻璃用單組份聚氨酯膠粘劑》測試，壓流擠出按照某汽車廠要求測試。

2結(jié)果與討論

2.1不同高嶺土目數(shù)對聚氨酯膠粘劑性能的影響

聚氨酯膠粘劑配方1如表1所示

其性能如下表2所示

如表2所示，加入高嶺土2號后其固化相對較快，拉伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度較高，斷裂伸長率及壓流擠出較小，這可能是由于高嶺土2號的目數(shù)較大，比表面積較大，表面可吸附的增塑劑量較多，導(dǎo)致在膠體中游離的增塑劑等液體相對較少所致。

如表4所示，加入碳酸鈣1號相對于碳酸鈣2號的固化速度慢，剪切強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度以及斷裂生長率相對較小，這可能是因?yàn)樘妓徕}1號用硬脂酸進(jìn)行了包覆，表面含有較多的弱酸性物質(zhì)，而弱酸性物質(zhì)不利于異氰酸酯的交聯(lián)固化所致，碳酸鈣1號對聚氨酯膠粘劑的壓流擠出性能較好，這可能一方面是由于碳酸鈣1號表面所含的硬脂酸有利于異氰酸酯的儲存，另一方面是由于硬脂酸在包覆碳酸鈣的過程中，生成了硬脂酸鈣，而硬脂酸鈣有潤滑劑的作用。

2.3不同氣相二氧化硅用量對聚氨酯性能的影響

聚氨酯膠粘劑配方3如表5所示。

如表6所示，隨著氣相二氧化硅用量的增多，其表干時間增加，固化速率降低，這可能是由于氣相二氧化硅表面曾弱酸性所致;而粘接形式隨著二氧化硅用量的增加而變差（由表中剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)及圖1所示），這可能是由于氣相二氧化硅相對較輕，導(dǎo)致加入后膠體的密度較小，異氰酸酯基團(tuán)的密度減小，與基材表面的反應(yīng)形成的化學(xué)鍵較少所致;而隨著二氧化硅用量的增多拉伸強(qiáng)度以及斷裂伸長率逐漸增加，這說明氣相二氧化硅對膠體有較好的補(bǔ)強(qiáng)作用，可以用橡膠大分子滑動學(xué)說解釋;膠體的壓流擠出隨著二氧化硅用量的增多而降低，這主要是隨著粉料用量的增加，粉料的吸油量增加，導(dǎo)致膠體中含有的游離增塑劑等物質(zhì)減少所致。

3結(jié)論

3.16000目高嶺土較4000目高嶺土有利于聚氨酯膠粘劑的強(qiáng)度及固化速度，而對其壓流擠出性能不利;

3.2碳酸鈣1號對聚氨酯膠粘劑的擠出性能有利：

3.3氣相二氧化硅對聚氨酯的強(qiáng)度有利，而對其固化速度、粘接性能以及壓流擠出性能不利。