双组分聚氨酯嵌缝密封剂的制备与性能研究

以TDI(甲苯二异氰酸酯)、N-220(聚醚二元醇)和N-330(聚醚三元醇)等为主要原料合成PU(聚氨酯)预聚体,并以此作为PU密封剂的甲组分;以MOCA(3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷)、EP330N(聚醚三元醇)、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、轻质碳酸钙和辛酸亚锡等作为PU密封剂的乙组分。研究结果表明:以D3(PU类)为底涂剂,当R=n(-NCO)/n(-OH)=1.05～1.10、混合固化剂中n(MOCA中-OH)∶n(EP330N中-OH)=2∶1和w(DOP)=40%时,室温固化双组分PU密封剂具有良好的拉伸性能和定伸粘接性能,并且满足大变形、高位移量水泥伸缩缝的嵌缝工艺要求。     

端-NCO支化聚酯/聚醚改性EP底涂剂制备及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、支化聚酯/聚醚多元醇等为主要原料,制备了端-NCO支化聚酯/聚醚;然后以此为环氧树脂(EP)的增韧改性剂,制备端-NCO支化聚酯/聚醚改性EP底涂剂。研究了R值[即R=n(-NCO)/n(-OH)]、硅烷偶联剂用量等对该底涂剂的粘接性能、表干时间、耐水性能和冲击性能等影响。结果表明:当R值为2.0、w(硅烷偶联剂)=2%时,该底涂剂的综合性能相对最好;此时底涂剂的表干时间(3.0 min)相对最短、底涂剂与基材之间的粘接强度(>3 MPa)相对最高且耐水性能(浸水后粘接强度降幅仅为4.68%)相对最好。     

-NCO基硅氧烷底涂剂对聚氨酯密封胶粘接性能的影响

采用有机溶剂稀释KSA(-NCO基硅氧烷化合物),并以此作为单组分湿固化聚氨酯(PU)密封胶的玻璃基材底涂剂。采用单因素试验法考察了无底涂剂试样、含传统Z-6040底涂剂试样和含KSA底涂剂试样对PU密封胶与玻璃基材之间粘接性能的影响。结果表明:当KSA底涂剂的固含量为15%、底涂剂与密封胶的涂敷间隔时间为15 min时,含KSA底涂剂的试样比含传统Z-6040底涂剂的试样更能有效提高PU密封胶与玻璃胶接件的综合性能;前者的剥离强度为9.5 N/mm且为内聚破坏,水中浸泡7 d后其剥离强度仅下降32%,4次高低温循环后其剥离强度仍高达4.1 N/mm。     

SMC基材粘接用双组分聚氨酯胶粘剂的研制

研究了用于粘接SMC(纤维增强塑料)基材的双组分PU(聚氨酯)胶粘剂的配方,考察了PU预聚体、硅烷偶联剂、EP(环氧树脂)和表面处理方式等对胶粘剂在SMC基材上的粘接强度和硬度的影响。研究结果表明:加入PU预聚体、硅烷偶联剂和EP后,PU胶粘剂对SMC基材的粘接效果明显改善,剪切强度增大,基材破坏率达到100%。     

烯丙基双酚A型环氧树脂/环硫树脂的应用性能研究

以EP(环氧树脂)、DADGEBA(烯丙基双酚A型EP)和多官能度的DADGEBAES(烯丙基双酚A型环硫/EP)分别作为基体树脂,以T-33作为固化剂,制备了相应的胶粘剂。探讨了不同胶粘剂的凝胶时间、胶膜硬度、对不同基材的高低温剪切强度和接触角等性能,并采用计算机软件模拟法计算出胶粘剂/Al基材表面的相互作用能。结果表明:DADGEBAES胶粘剂可低温快速固化,并且其低温(12℃)初始粘接性能优于DADGEBA胶粘剂,但固化完全后的粘接性能劣于DADGEBA胶粘剂;由DADGEBAES胶粘剂和DADGEBA胶粘剂制成的钢/钢胶接件,其剪切强度高于Al/Al胶接件,并且低温时两者对Al基材的表面浸润性俱佳(接触角均小于90°),DADGEBAES胶粘剂/Al基材的接触角更小、相互作用能更低且热稳定性更好。     

聚氨酯弹性灌浆材料的制备与性能研究

以聚醚二元醇(N-220)、聚醚三元醇(N-330)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,合成了端-NCO基PU(聚氨酯)预聚体;然后将PU预聚体与固化剂(EP330N)、N-220、丙三醇、增塑剂、催化剂(辛酸亚锡)和填料(轻质碳酸钙)等按比例混合均匀后,制得PU弹性灌浆材料。以拉伸性能和胶接强度为考核指标,采用单因素试验法优选出制备该灌浆材料的最佳工艺条件。研究结果表明:当R=n(-NCO):n(-OH)=1.05:1、n(N-220):n(N-330)=5:1、w(增塑剂)=40%(相对于预聚体质量而言)、w(辛酸亚锡)=2%(相对于总物质的质量而言)和w(轻质碳酸钙)=30%(相对于总物质的质量而言)时,PU弹性灌浆材料既具有较大的断裂伸长率,又具有较高的拉伸强度和胶接强度,并且可用于大变形、高位移量的水泥伸缩缝、裂缝等修补。     

双组分PU密封剂与水泥基材的粘接性能及其特征分析

以双组分PU(聚氨酯)密封剂与混凝土砂浆基材的粘接强度作为考核指标,探讨了不同养护温度、界面干湿条件等对PU密封剂/混凝土砂浆基材粘接性能的影响,并对其粘接机制进行了分析,解释了不同养护条件所带来的试验结果的差异性。结果表明:温度、不同干湿界面对双组分PU密封剂的粘接拉伸强度有较大的影响,在使用过程中应尽量避免潮湿界面和低温环境。     

浇注型聚氨酯弹性体与金属粘接性能的研究

以CPUE(浇注型聚氨酯弹性体)和45#钢为试验对象,探讨了胶粘剂种类、金属表面处理、聚氨酯(PU)硬度、加热时间和保存时间对CPUE/金属胶接件粘接性能的影响。研究结果表明:在5种胶粘剂中,双组分胶粘剂245N的粘接强度相对最高,而胶粘剂240N的耐水性相对最好;聚酯型CPUE/金属胶接件的粘接强度高于聚醚型CPUE/金属胶接件,高硬度CPUE/金属胶接件的粘接强度高于低硬度CPUE/金属胶接件;胶粘剂的粘接强度随加热时间延长而逐渐降低,CPUE/金属胶接件的保存时间为7 d时,粘接强度仍相对较高。     

用于汽车玻璃的高强度MS胶研究

将自制高强度硅烷改性聚醚(MS)胶和聚氨酯(PU)胶用于汽车玻璃的维修,对比了其粘接性、硫化性、耐老化性、环保性和安全性。结果表明,高强度MS胶与PU胶的基本性能相近,但高强度MS胶用于汽车玻璃维修时拥有更多优势。高强度MS胶养护1 d后就能与玻璃、金属等常用基材形成良好粘接,PU胶对部分基材表现出明显的慢粘现象;高强度MS胶在70℃时硫化无气泡,PU胶硫化温度高于40℃后胶体内开始有气泡出现;高强度MS胶在曝晒12个月后表面无污染物析出,PU胶曝晒1个月后即析出污染物;高强度MS胶的挥发性有机物含量较低,PU胶的挥发性有机物含量较高;高强度MS胶与PU胶自修补与交叉修补条件下的粘接强度和剪切强度均明显大于估算得到的典型小汽车和大巴车碰撞时所需的相对最大粘接强度和相对最大剪切强度,能满足前挡风玻璃维修用胶粘剂的要求。     

双酚S型EP的制备及其复合体系粘接性能的研究

以双酚S单体、ECH(环氧氯丙烷)为原料,在碱性条件下制得双酚S型EP(环氧树脂);然后以双酚S型EP/双酚A型EP作为复合EP,采用柔性固化剂制得复合EP胶粘剂。研究结果表明:当固化剂为D230时,复合EP胶粘剂的剪切强度相对最大;以复合EP胶粘剂胶接不同基材,则相应胶接件的剪切强度随双酚S型EP或D230含量增加均呈先升后降态势,并且在w(D230)=40%、w(双酚S型EP)=30%(相对于总树脂质量而言)时相对最大。     

有机硅偶联剂改性聚氨酯密封胶研究进展

对聚氨酯(PU)密封胶、硅酮密封胶、有机硅偶联剂改性PU密封胶各自的性能、特点作了对比分析,介绍了有机硅偶联剂改性PU预聚体的合成方法以及合成原料对密封胶性能的影响。     

硅烷偶联剂改性碳酸钙对室温硫化硅橡胶密封胶的性能影响

采用硅烷偶联剂对超细CaCO3进行表面改性制备室温硫化(RTV)单组分硅橡胶密封胶,讨论了偶联剂的种类、用量及其表面改性方式对该密封胶性能的影响。研究结果表明,采用硅烷偶联剂事先对CaCO3进行表面处理的改性方法较好;其中用巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂(A-189)处理的CaCO3对密封胶的增强效果较好(其拉伸强度为0.57 MPa、最大强度伸长率为159.60%),但脱模时间需要5 d,存在着明显的延迟硫化现象;用3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷偶联剂(KBE-402)处理的CaCO3对密封胶的增强效果(其拉伸强度为0.60 MPa,最大强度伸长率为105.00%)优于3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂(KBM-403)。     

硅烷偶联剂在聚氨酯密封胶中的应用

论述了硅烷偶联剂的偶联机理及其作为封端剂、粘接促进剂和干燥剂在聚氨酯密封胶中的应用。介绍了硅烷偶联剂改性聚氨酯预聚物的方法和密封胶的配制以及不同的硅烷偶联剂对改性聚氨酯密封胶性能的影响。     

低黏度耐超低温室温固化环氧树脂密封剂

以四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯[711EP(环氧树脂)]为基体、二乙二醇缩水甘油醚(JX-023)为柔性改性剂和二乙烯三胺(DETA)为固化剂,制备可室温(25℃)固化的高性能EP密封剂,并采用单因素试验法优选出制备EP密封剂的最优配方。研究结果表明:当m(711EP)∶m(JX-023)∶m(DETA)=1∶1∶3时,EP密封剂的室温综合性能相对最好;其低温(-196℃)剪切强度(16.5 MPa)和低温剥离强度(31.2 kN/m)接近于室温性能,同时其耐高低温(-196～100℃)循环性能优异,初始黏度低于0.1 Pa.s;该EP密封剂可用于超低温领域及微小部件的粘接与密封。     

Energetic studies on epoxy–polyurethane interpenetrating polymer networks

A blend system prepared from epoxy resin (EP) and polyurethane (PU) was investigated in terms of glass-transition temperature (T_g), contact angle, mechanical interfacial, and mechanical properties. Deionized water and diiodomethane were chosen as the angle testing liquids. In this work, the models of Owens–Wendt and Wu, using a geometric mean, were studied to analyze the surface free energy of the EP/PU blend system. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was employed to investigate the intermolecular hydrogen bonding and functional group changes. The impact test was carried out at room and cryogenic temperatures to determine the low-temperature performance of PU. As a result, mechanical interfacial and mechanical properties give a maximum value at 40 phr of PU, and the deviation of T_g of EP/PU was the closest at 40 phr of PU. Thus it is concluded that EP and PU have the best compatibilities at this ratio. Furthermore, the specific (or polar) component of the surface free energy of the blend system was largely influenced on the addition of the PU, resulting in increasing the critical stress intensity factor (K_IC) and the impact strength for the excellent low-temperature performance. These results could be explained by means of improvement of hydrogen bonding between the hydroxyl group in EP and isocyanate group in PU. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 82: 775–780, 2001     

环保水溶性无铬封闭剂对金属/天然橡胶热硫化粘接剥离强度的影响

研究金属表面处理工艺对金属/天然橡胶（NR）热硫化粘接剥离强度的影响。结果表明：对金属进行脱脂、磷化和硅烷化处理能够有效增大金属/NR热硫化粘接剥离强度,3种处理工艺中对金属进行2次环保水溶性无铬密封剂GardoleneD6890浸渍可增大金属/NR热硫化粘接剥离强度;合理调控金属磷化时间、GardoleneD6890质量分数及其浸渍温度和浸渍后金属烘干温度能增大金属/NR热硫化粘接剥离强度;金属磷化时间为90 s、Gardolene D6890质量分数为5%及其浸渍温度为55℃时金属/NR热硫化粘接剥离强度最大,而提高GardoleneD6890浸渍后金属烘干温度能进一步增大金属/NR热硫化粘接剥离强度。     

碳酸钙晶须改性环氧树脂胶粘剂的研究

以碳酸钙(CaCO3)晶须为EP(环氧树脂)胶粘剂的增强填料,研究了填料种类、含量及表面处理方法等对EP胶粘剂性能的影响。结果表明:在其他条件保持不变的前提下,未改性CaCO3晶须可使EP胶粘剂的拉伸剪切强度提高10%~80%,耐热性略有提高,其外推起始热分解温度为370℃;对CaCO3晶须用质量分数为1%的硅烷偶联剂进行表面处理后,其可使EP胶粘剂的拉伸剪切强度提高30%~110%;CaCO3晶须是一种应用前景良好的胶粘剂用增强填料。