采用DSC和FTIR对木材和API胶粘剂间反应的研究

采用差示扫描星热法(Differential Scanning Calormelry,简称DSC)和傅立叶变换红外吸收光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,简称FTIR)对木材和水性高分子异氰酸酯胶粘剂(Aqueous Polymer Isocyanate,简称API)的胶接机理进行了研究。DSC和FTIR的试验结果均表明:API胶粘剂和木材间发生了化学反应:API胶粘剂和木材间发生的反应所需活化能远小于API胶粘剂的主剂+固化剂的活化能,亦即用API 胶粘剂胶接木材时发生的反应要比API胶粘剂本身的固化反应容易得多,同时从理论上证明使用API胶粘剂胶接木材时装配时间最长不应超过其活性期的一半时间,且装配时间越短越好;文中还研究了升温速率对API胶粘剂DSC图谱的影响。     

水性木材胶粘剂的制备与性能研究

以PVA(聚乙烯醇)的醇水溶液、羟基丙烯酸酯乳液为主要原料,制得API(水性高分子-异氰酸酯)胶粘剂的主剂;然后以PAPI(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)、DOP(邻苯二甲酸二辛酯)为主要原料,制得API交联剂。研究结果表明:PVA水溶液中有乙醇存在时,能有效提高API胶粘剂的胶接强度;当主剂中m(PVA醇水溶液)∶m(羟基丙烯酸酯乳液)=60∶30、m(水)∶m(乙醇)=78.5∶21.5和m(主剂)∶m(交联剂)=100∶15时,API胶粘剂的胶接强度和耐水性俱佳,并且其成本相对较低。     

玉米淀粉改性API胶研究

先对玉米淀粉酯化制成玉米淀粉乳液,然后再用玉米淀粉改性水性高分子异氰酸酯胶(API)。即在一定条件下与玉米淀粉,碳酸钙,多异氰酸酯(PAPI)和丁苯胶乳相混合,搅拌均匀,调制成玉米淀粉胶粘剂, 压制三层胶合板,其性能完全达到有关标准要求,并且制品无甲醛无毒害物质挥发,原料成本也很低,具有明显的社会环境效益和经济效益。     

无溶剂型单组分聚氨酯胶粘剂的研制

以聚醚二元醇(PPG)、改性MDI(4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)、PAPI(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)、1,4-BDO(1,4-丁二醇)和环保型PU潜固化剂等为主要原料,采用预聚体法制得无溶剂型单组分聚氨酯(PU)胶粘剂。研究结果表明:该胶粘剂的玻璃化转变温度(Tg)为-26.9℃;当R=n(-NCO)/n(-OH)=6.5~9.0、w(-NCO)=3.5%、w(环保型PU潜固化剂)=3%和聚醚二元醇是相对分子质量为1 000的PPG210时,PU胶粘剂的黏度适中、固化速率较快和可操作性良好,并且其强度和韧性俱佳。     

单组分室温硫化氟硅橡胶胶粘剂/密封剂的研究

利用阴离子开环聚合方法合成了羟基封端液体氟硅橡胶,用合成的氟硅橡胶为主体材料制备出单组分室温硫化氟硅橡胶胶粘剂/密封剂,该胶粘剂/密封剂具有透明、耐油、表干快和贮存稳定性好的特点,同时又保留了硅橡胶的通性。     

乙二醛交联氧化淀粉粘合剂的研制及其性能研究

通过正交实验分析,确定了用玉米淀粉为原料制备交联氧化淀粉粘合剂的最优氧化条件为:反应时间为2 h,反应温度30℃,pH值为9,氧化剂(次氯酸钠)用量为4％。此外,还研究了交联剂、催化剂、温度、反应时间、PVA和pH对氧化淀粉粘合剂粘合强度的影响,结果表明:以乙二醛进行交联改性粘合剂的耐水性、粘合强度有了明显的提高。     

水下环氧树脂胶粘剂用水下固化剂的性能研究

目前可用于水下粘接的EP(环氧树脂)胶粘剂用水下固化剂种类不多,主要是一些憎水类改性胺固化剂(如810和301P等)。以不同种类的水下固化剂作为试验对象,着重探讨了水下固化剂的本体黏度、相应水下EP胶粘剂的某些性能(如水下凝胶时间、水下拉伸剪切强度及水下压缩强度等)。研究结果表明:水下EP胶粘剂的适宜凝胶时间为1h左右;水膜隔离胶粘剂/被粘物的界面问题只影响拉伸剪切强度,而不影响压缩剪切强度,故水下固化剂的憎水性良好时,相应EP胶粘剂的压缩强度相对较高,但其钢/钢拉伸剪切强度会受到一定的影响;810和301P具有一定的憎水性,并且相应EP胶粘剂的水下凝胶时间均为1h左右,故不同黏度的810和301P复配可制得综合性能更好的水下EP胶粘剂。     

单组分多用途新型厌氧胶的研制

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和N,N-二甲基乙二胺(DMEDA)为主要原料、二月桂酸二丁基锡为催化剂,合成了一种新型功能单体甲基丙烯酰胺乙基二甲基胺(MAEDA)。通过单因素试验和正交试验优选出MAEDA合成的最佳条件,并采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR、13C-NMR)光谱和元素分析等手段对产物结构进行了表征。研究结果表明:合成MAEDA的最佳条件为n(MMA)∶n(DMEDA)=2∶1,w(二月桂酸二丁基锡)=2%(相对于总料液而言),95~100℃反应4h;在最佳合成条件下,MAEDA的收率可达到94%以上。在传统厌氧胶配方中,加入w(MAEDA)=5.0%(相对于厌氧胶而言),制取的新型单组分厌氧胶对铜、铁、铝、锌、不锈钢和非金属等材质均具有较快的固化速率和良好的粘接性能,并且稳定性良好。     

一种无溶剂型双组分聚氨酯胶粘剂的研制

以聚醚多元醇(PPG)、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100LL)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)和3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)为主要原料,制备出一种双组分无溶剂聚氨酯(PU)胶粘剂。研究了PPG对胶粘剂黏度、交联剂对固化速率的影响,并测试了双组分不同配比时胶粘剂的性能。结果表明:采用高相对分子质量的PPG能显著降低胶粘剂的黏度;交联剂含量与固化速率成正比;调节双组分的配比,可以制备出满足不同施工要求的胶粘剂;固化后胶膜的玻璃化转变温度(T_g)达到-45.6℃。     

自交联丙烯酸酯阻燃压敏胶的制备与性能

以丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸羟乙酯及丙烯酸为单体,以乙酸乙酯和二甲苯为溶剂,通过自由基溶液聚合制得自交联丙烯酸酯共聚物黏料,经添加聚磷酸铵阻燃剂,得到了具有阻燃功能的丙烯酸酯压敏胶。通过控制引发剂用量和单体配比可改善压敏胶因聚磷酸铵加入后压敏性降低的问题;当丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸的质量比为42.6∶4.2∶8.5∶42.6∶2.1,引发剂和聚磷酸铵用量分别为单体总质量的1.4%、28%时,所得压敏胶阻燃性能和常规性能均与进口阻燃压敏胶BMS 5-133D的性能相当。     

含烷氧基硅烷水性聚氨酯自交联乳液的粒度研究

合成了3种自交联的水性聚氨酯,研究了其乳液粒度的变化情况。结果表明,不同的pH对同种乳液的粒径大小有一定的影响;不同的水性聚氨酯乳液粒度在相同pH下,也随水解基团的水解能力大小而变化。并提出在实际使用中如要保证乳液的稳定性,应将中和度控制在中性或微碱性条件,交联基团也依实际用途选择。     

Synthesis and properties of novel polyurethane‐urea insulating coatings from hydroxyl‐terminated prepolymers and blocked isocyanate curing agent

A novel series of one‐pack solvent borne polyurethane‐urea insulating coatings was prepared from hydroxyl‐terminated prepolymers (HTP) and blocked isocyanate curing agent (BIC). HTP was prepared from poly z(tetramethylene ether)glycol (PTMEG) with excess amount of toluene diisocyanate (TDI) and subsequent reaction of NCO‐terminated polyurethane with tris(hydroxymethyl‐aminomethane) (TRIS). BIC was prepared from the reaction of trimethylol propane, TDI, and N‐methyl aniline. HTP, BIC, and final products were characterized by conventional methods, and the curing condition was optimized via gel content measurements. Crosslink density of samples was determined via equilibrium swelling method, using Flory‐Rehner equations. Thermal, mechanical, and electrical properties as well as the chemical resistance of prepared coatings were evaluated and compared with commercially available formulations. Effects of structural parameters on physical, electrical, mechanical, and dynamic mechanical (DMTA) properties of the polyurethane‐urea coatings were investigated. The investigation of results showed superior electrical and mechanical properties of prepared green coating as a tailor‐made electrical insulator for metals. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

单组分聚醋酸乙烯D3级木工胶的研究

以乙二醛改性PVA(聚乙烯醇)为保护胶体、VAE(乙烯-醋酸乙烯共聚物)乳液为种子乳液和VoeVa10(叔碳酸乙烯酯)为共聚单体,采用种子乳液聚合法和酮肼(DAAM/ADH)交联体系合成了改性PVAc(聚醋酸乙烯)胶粘剂。研究结果表明:当乙二醛改性PVA的缩醛度为15%、m(VoeVa10)∶m(VAc)=10∶100、w(VAE)=10%(相对于乳液总质量而言)和m(ADH)∶m(DAAM)=(0.5～1.5)∶1时,制成的单组分环保型改性PVAc乳液胶粘剂具有良好的耐水性和粘接强度,完全满足欧洲DIN EN 204—1991 D3级木工胶的标准要求。     

耐热丙烯酸酯胶粘剂的研制

选用甲基丙烯酸甲酯预聚物作为主体树脂,通过交联剂种类及含量对胶粘剂拉伸剪切强度和应力-溶剂银纹性能影响的研究,研制出一种耐热性能满足使用要求的丙烯酸酯胶粘剂。试验结果表明,适量的交联剂有利于提高胶粘剂的耐温性能,但交联剂加入量过大对胶粘剂起到增塑作用,反而不利于胶粘剂高温性能的改善。高分子材料由于吸收和扩散的速度较慢,不易使有机玻璃产生银纹,提高胶粘剂中高分子材料的含量,有利于胶粘剂应力-溶剂银纹性能的提高。     

单组分高周波固化木工胶的制备与性能研究

以改性VAE(醋酸乙烯-乙烯共聚物)乳液为木工胶的基体树脂、硼酸为增黏剂、异氰酸酯为交联剂和NaCl为抗冻剂等,成功制备出一种可高周波固化的单组分拼板胶。结果表明:当m(硼酸):m(聚乙烯醇)=0.4:10、w(交联剂)=5%和w(NaCl)=1.0%时,木工胶的综合性能较好,其压缩剪切强度超过欧洲DIN EN 204—2001标准;高周波固化木工胶(不必外加固化剂)的后期性能优于常规加压固化木工胶;该木工胶虽可作为某些中软质板材的拼板胶,但其对西南桦等硬木板材的粘接效果相对较差。     

水性聚合物乳液-异氰酸酯胶粘剂适用期测试方法研究

在综述双组分粘合剂适用期现有测试方法的基础上,提出了一种新型、简捷且精度较高的“体积-时间曲线”法,实验测量了4组水性聚合物-异氰酸酯胶粘剂的适用期,并与相关标准进行了比较。     

固化剂对低温固化环氧建筑胶性能的影响

研究了6种不同固化体系在-12～0℃温度下的固化情况,探讨了不同固化剂对胶粘剂固化反应速度、压缩强度及钢一钢拉伸剪切强度的影响。试验结果表明,MS-0021固化剂各项性能优于其他固化剂,其压缩强度值为62．56MPa,钢－钢拉伸剪切强度值为1523MPa,可满足胶粘剂的冬季施工要求。     

新型含氟固化剂的合成及环氧胶粘剂的制备

利用2，2-双（3-硝基-4-羟基苯基）六氟丙烷，在钯／碳、水合肼和有机溶剂的作用下，合成得到了新型含氟环氧固化剂2，2-双（3-氨基-4-羟基苯基）六氟丙炕，并对其本身的熔点、红外吸收特征、与TGDDM环氧树脂的反应性等性能进行了研究；此外，以其为固化剂，制得了综合性能良好的新型环氧胶粘剂。     

含氮杂环二胺固化双酚F环氧胶粘剂的研究

以1,2-二氢-2-(4-氨基苯基)-4-[4-(4-氨基苯氧基)-苯基]-二氮杂萘-1-酮(DHPZ-DA)为固化剂,采用示差扫描量热法(DSC),TGA,红外光谱及剪切强度测试研究了双酚F环氧树脂/DHPZ-DA粘接体系固化行为及耐热性。由Kissinger和Ozawa方法计算得到固化体系的表观活化能分别为80.1 kJ/mol和84.3kJ/mol。由Crane方程求得的表观反应级数为0.93。该胶粘剂体系Tg>200℃,当双酚F环氧树脂与DHPZ-DA固化剂的物质的量比为10∶4时,其室温剪切强度与150℃老化24 h后的剪切强度均大于12 MPa,表现出良好的耐热性。     

一种新型耐高温厌氧结构胶的研制

以丙烯酸酯单体作为主要原料、耐热添加剂[如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、聚乙烯丙烯酸酯橡胶(AEM)、氟橡胶(FKM)和氯磺化聚氯乙烯(CSM)等]作为厌氧结构胶的改性剂,制备双组分非混合型耐热厌氧结构胶,并采用单因素试验法优选出制备该厌氧结构胶的最佳工艺条件。结果表明:当混合单体为甲基丙烯酸环己酯/三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、耐热添加剂为AEM且w(AEM)=20%时,厌氧结构胶的综合性能相对最好;该厌氧结构胶可在150℃以下长期使用、200℃时短期使用,并具有良好强度和韧性;此外,该厌氧结构胶的耐溶剂性能优良,可在高温条件下进行粘接,具有良好的应用前景。