脲醛树脂胶黏剂改性研究进展:分子结构优化与改造

脲醛树脂(UF)胶接制品因长期释放甲醛,是家居环境污染的主要来源。目前,生产企业普遍通过降低甲醛与尿素摩尔比生产UF树脂以减轻胶接制品产生的甲醛污染,但摩尔比下降会造成UF树脂支化结构大量减少、固化交联度下降,最终导致树脂胶合强度和耐水性能变差。UF树脂性能好坏的关键在于其微观结构的形成,从分子水平优化与改造UF树脂结构是实现其固化速率、甲醛释放量和胶合性能之间平衡的有效方法。文中总结了利用三聚氰胺、乙二醛、树枝状大分子等改性剂优化与改造UF树脂结构的作用机理,阐述了不同改性方法与改性工艺对UF树脂胶固化性能、胶合强度及胶接制品甲醛释放量的影响,最后提出了改性UF树脂胶黏剂未来研究与发展面临的主要挑战。     

双邻苯二甲腈树脂胶黏剂的研究

合成了一种双邻苯二甲腈树脂(BPh),并以聚酰胺酰亚胺(PAI)为增韧剂,以二烯丙基双酚A改性4,4′-二氨基二苯甲烷型双马树脂(DP/BMI)为促进剂,研制出一种耐高温双邻苯二甲腈树脂胶黏剂。通过DSC和FTIR分析了该胶黏剂的固化行为,利用DMA和TGA评价了该胶黏剂的耐热性并采用材料试验机考核了该胶黏剂的粘接强度。结果表明:DP/BMI树脂能促进BPh树脂胶黏剂固化,固化温度为260℃。PAI能有效增韧BPh树脂的胶黏剂,增韧后胶黏剂蜂窝滚筒剥离强度达到21.20N·mm/mm。BPh树脂胶黏剂耐热性好,400℃剪切强度为6.38MPa,玻璃化转变温度为329.6℃。胶黏剂剪切强度耐热老化保持率在80%以上;耐湿热老化保持率在95%以上。     

蜜胺甲醛树脂包覆聚磷酸铵/三聚氰胺/硼酸锌复合阻燃剂对环氧树脂胶黏剂阻燃性能的影响

以蜜胺甲醛树脂包覆聚磷酸铵(MFAPP)、三聚氰胺(MEL)、硼酸锌(ZB)配置成复合阻燃剂加入到聚氨酯增韧的环氧树脂中,再加入固化剂聚酰胺9010(PA),制备出阻燃环氧树脂胶黏剂。通过氧指数和力学性能测试研究了材料的热稳定性和力学性能。通过扫描电镜和拉曼光谱研究了阻燃胶黏剂的成炭情况。结果表明,当复合阻燃剂加入环氧树脂胶黏剂中质量分数达到25%时,极限氧指数从19.5%提高到30.9%,垂直燃烧效果通过UL-94 V-0级,剪切强度为29.2 MPa,总热释放量(THR)和总烟生成量(TSP)显著降低。     

前原位聚合法刚性体聚醚酰亚胺/BMI分子复合材料的制备及性能

采用前原位聚合法制备刚性聚醚酰亚胺/(BMI/RS)树脂分子复合材料.详细研究了刚性PEI/(BMI/RS)树脂体系反应性、工艺性和固化树脂的力学性能,并通过SEM对PEI/(BMI/RS)固化树脂的断口进行增韧机理分析.结果表明:前原位聚合PEI/(BMI/RS)树脂体系的增韧机理属于微裂纹-剪切带、微裂纹的偏移和支化共同作用机理.正是因为这种结构的产生,导致固化树脂具有良好的力学性能:刚性体PEI含量为5%时,其弯曲强度和冲击强度分别提高了16%和115%.     

弱酸性固化剂对UF树脂固化性能的影响分析

为研究不同种类固化剂对弱酸性起始合成脲醛树脂(UF)固化性能的影响,选用6种固化剂研究固化剂对弱酸性起始合成UF树脂的固化速度、适用期、胶接材料的胶接强度和材料甲醛释放量的影响.研究结果表明:单组份固化剂中,双氧水作为固化剂时UF树脂适用期最长,氯化铵固化速度最快;双氧水加入量是UF树脂质量的5%时,树脂胶接材料的甲醛释放量最低,胶合强度最高;聚醋酸乙烯酯、磷酸二氢铵、氯化铝、柠檬酸和尿素组成的多组分固化剂适用期最长.氯化铵、硫酸铝和尿素组成复合固化剂的UF树脂固化物的甲醛释放量和固化温度最低.     

环保型阻燃组合木材料的制备与性能

为了获得环保型阻燃组合木材料,利用桉木旋切单板、酚醛树脂胶黏剂、Mg(OH)2阻燃剂制备阻燃组合木试样,通过拉伸试验、扫描电子显微镜、极限氧指数、热重分析对材料进行力学性能、阻燃性能测试和分析。结果表明,适量添加Mg(OH)2可以明显提高复合材料的胶合强度和阻燃性能;当添加Mg(OH)2的质量为胶黏剂固含量(胶黏剂干基质量)的1.2倍时,材料胶合强度增大48.1%,阻燃体系的极限氧指数达到36.3%;通过Mg(OH)2、Al(OH)3复配,极限氧指数进一步增大至38.7%,阻燃性能进一步提高。     

尿素-双醛淀粉-甲醛共缩聚树脂胶黏剂的制备与性能表征

为扩大淀粉的应用领域和减小脲醛树脂胶黏剂游离甲醛的含量,采用双醛淀粉与尿素、甲醛进行共缩聚反应,制得尿素-双醛淀粉-甲醛(UDSF)共缩聚树脂胶黏剂。考察了双醛淀粉用量、第一次共缩聚时间和第一次尿素比例(F/U1)对胶黏剂固体含量、黏度、水溶性、固化时间和游离甲醛含量的影响。并通过与尿素-淀粉-甲醛(USF)进行对比,得出双醛淀粉用量为0. 075 mol,第一次共缩聚时间为60 min和F/U1为1. 5时,所制得的UDSF树脂胶黏剂的使用操作性能较好、固化速率较快、环保性能较优、胶合强度和耐水性满足Ⅱ类胶合板要求。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和热重测试仪(TGA)对UDSF树脂胶黏剂和对照样USF树脂胶黏剂进行了对比分析。结果表明,相比于原淀粉,双醛淀粉与尿素、甲醛反应活性更大,共缩聚反应更充分,显著提高了树脂的聚合度和交联度,使UDSF树脂成为连续的均相体系。解释了UDSF树脂胶黏剂固化时间缩短、游离甲醛含量降低、胶合强度和耐热性能提高的内在原因。同时UDSF树脂中游离-OH数量减少且缔合-OH数量增多,验证了UDSF树脂胶黏剂耐水性能的提高。     

阻燃建筑结构胶粘剂的研制

本文以聚氨酯(PU)增韧改性环氧树脂为基体,以可膨胀石墨(EG)/聚磷酸铵(APP)为协效阻燃剂,制备一种阻燃建筑结构胶粘剂.本文对增韧改性胶粘剂进行了红外测试(IR)和冲击强度测试;对阻燃增韧胶进行了剪切强度、热重测试(TG)以及氧指数测试,从而分析了聚氨酯预聚体和可膨胀石墨(EG)/聚磷酸铵(APP)协效阻燃剂用量对此阻燃建筑结构胶粘剂性能的影响.结果表明.经改性后此环氧树脂胶粘剂冲击强度提高63.4%,达到良好的增韧效果,剪切强度达到24.9MPa,氧指数达28%,可作为阻燃建筑结构胶粘剂使用.     

聚磷酸铵-三聚氰胺-三嗪成炭剂协同阻燃改性环氧树脂及玻璃纤维增强树脂复合材料

采用聚磷酸铵(APP)与不同比例三聚氰胺(MA)和三嗪成炭剂(CFA)复配对环氧树脂进行阻燃改性。系统研究了不同配比阻燃剂(总量保持40wt%)的加入对环氧树脂流变特性、固化行为、热机械性能、力学性能及阻燃性能的影响。将优化后的阻燃改性环氧树脂用于制备玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRC),对并其力学和阻燃性能进行了研究。结果表明,APP单独与MA或CFA复配改性环氧树脂并未表现出明显的协同阻燃效应,但它们组成的三元复配阻燃体系(30wt%APP-5wt%MA-5wt%CFA)具有良好的协同阻燃效应。相比未改性环氧树脂,APP-MA-CFA改性环氧树脂的极限氧指数(LOI)由18.0%提高到了50.2%,热释放峰值速率(PHRR)下降了84%,总热释放量(THR)下降了78%。树脂基体中加入阻燃剂后,GFRC的力学性能有所下降,尤其是层间剪切强度。同样地,基于APP-MA-CFA复配改性环氧树脂的GFRC表现出最佳阻燃性能,相比未改性的GFRC,其LOI值由22.8%提高到了66.0%,PHRR由354 kW/m2下降到93 kW/m2,THR由49.3 MJ/m2下降到22.8 MJ/m2。      

膨胀阻燃剂复合阻燃环氧树脂的研究

对膨胀阻燃剂复合阻燃环氧树脂进行了深入研究。选择聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)两种阻燃剂复配制备了阻燃环氧树脂试样,结果表明:APP与MCA的最佳质量比为3∶1。基于APP和MCA的最佳比例,分别选择红磷(P)、硼酸锌(ZB)和季戊四醇(PT)作为协效剂,结果表明,P的加入使得试样的氧指数提高最大,但力学性能下降很大;PT与APP、MCA具有最佳协同效应,最佳配方为:80%树脂,18%APP/MCA(质量比为3∶1),2%的PT,试样的氧指数为29.4%,垂直燃烧达到UL94V-0级,拉伸强度为33.3MPa,冲击强度为5.8kJ·m-2。     

端氨基液体丁腈橡胶/环氧树脂绝缘胶黏剂的制备与性能EI北大核心CSCD

介绍了一种端氨基液体丁腈橡胶(ATBN)增韧改性环氧树脂(EP)的绝缘胶黏剂;借助红外光谱表征胶黏剂固化前后的分子结构变化;通过拉伸与T剥离强度测试表征胶黏剂的黏接性能,借助弯曲与冲击强度测试及冲击断面扫描电镜照片进一步解释胶黏剂的黏接特性;通过击穿场强、体积电阻率以及介电性能测试考核胶黏剂的绝缘性能。研究发现,ATBN分子结构中的活性基团参与了胶黏剂的固化反应;当ATBN添加量为EP的20%时,胶黏剂的拉伸和T剥离强度达到4.92 MPa和9.87 N/mm,分别较纯EP体系提高77%和98%;在此添加量下弯曲强度为113 MPa,冲击强度为18.73kJ/m^2,体积电阻率为1.54×10^(14)Ω·m,击穿场强为25 kV/mm,工频下介电常数为4.53,介电损耗为0.0148。     

端氨基液体丁腈橡胶/环氧树脂绝缘胶黏剂的制备与性能

介绍了一种端氨基液体丁腈橡胶(ATBN)增韧改性环氧树脂(EP)的绝缘胶黏剂;借助红外光谱表征胶黏剂固化前后的分子结构变化;通过拉伸与T剥离强度测试表征胶黏剂的黏接性能,借助弯曲与冲击强度测试及冲击断面扫描电镜照片进一步解释胶黏剂的黏接特性;通过击穿场强、体积电阻率以及介电性能测试考核胶黏剂的绝缘性能。研究发现,ATBN分子结构中的活性基团参与了胶黏剂的固化反应;当ATBN添加量为EP的20%时,胶黏剂的拉伸和T剥离强度达到4.92 MPa和9.87 N/mm,分别较纯EP体系提高77%和98%;在此添加量下弯曲强度为113 MPa,冲击强度为18.73kJ/m~2,体积电阻率为1.54×10~(14)Ω·m,击穿场强为25 kV/mm,工频下介电常数为4.53,介电损耗为0.0148。     

聚氯代对二甲苯/石墨烯高阻水复合膜的制备与性能

聚氯代对二甲苯膜(PC膜)在防潮、封装等领域具有重要应用,但因其本体结构限制而不能满足电子、军工等对高阻水、柔性膜的要求.文中利用石墨烯膜强度高、气体阻隔性好、透光性优良和紫外固化胶黏剂快速固化的特点将PC膜与石墨烯膜进行复合,制备了聚氯代对二甲苯/石墨烯多层复合膜.红外分析表明紫外固化胶黏剂的反应程度达到99％以上,力学和水汽透过率测试表明复合膜的阻水和力学性能显著提高,水汽透过率从1.1968 g/(m2·d)降至4.9×10-3 g/(m2·d),下降了2个数量级,拉伸强度和断裂伸长率分别提高了60.0％和792.4％.     

聚乙烯醇改性三聚氰胺-乙二醛-尿素树脂胶黏剂研究

目的 为有效解决树脂胶黏剂粘度低以及降低胶合板中甲醛释放污染环境问题,使制备的树脂胶黏剂能更满足于室内用胶合板制品的要求。方法 以三聚氰胺（M）、乙二醛（G）和尿素（U）为原料制备三聚氰胺-乙二醛-尿素树脂胶黏剂（简称MGU）,用聚乙烯醇（PVA）改性正交实验优化出的MGU树脂胶黏剂（简称PVA/MGU）,并进行了胶合实验。结果 MGU树脂胶黏剂的最佳制备工艺：原料G、M、U物质的量的比为1∶0.18∶0.10,反应温度为65℃,反应时间为70 min,且采用质量分数为10%的PVA改性MGU树脂胶黏剂,压制的胶合板的胶合强度最佳,达到0.73 MPa,符合GB/T 17657—2013中Ⅱ类胶合板要求。PVA/MGU树脂胶黏剂的粘度为36.2 s,较MGU树脂胶黏剂提高了27%,游离甲醛的质量分数为0.011%,很大程度上满足了胶合板的使用要求,且游离醛含量较低,具有广阔的应用前景。结论 通过FT-TR分析发现,PVA与MGU树脂胶黏剂有化学键的结合;TG检测发现,PVA/MGU树脂胶黏剂的热稳定性和耐水性明显提高;DSC分析表明,PVA/MGU树脂胶黏剂的固化温度较未改性的有所降低...     

淀粉/酚醛预聚物共缩聚胶黏剂的制备

以玉米淀粉为原料,采用次氯酸钠进行氧化改性,并以聚乙烯醇为接枝剂进行接枝改性,再与酚醛预聚物进行共缩聚反应,制得淀粉/酚醛预聚物(S/PFO)共缩聚胶黏剂。讨论了淀粉/酚醛预聚物比例、共缩聚温度和共缩聚时间对S/PFO共缩聚胶黏剂固体含量、黏度、固化时间、干状胶合强度和湿状胶合强度的影响。结果表明,淀粉/酚醛预聚物比例为15/120,共缩聚温度为90℃,共缩聚时间为2.0 h时,所制得的S/PFO共缩聚胶黏剂综合性能最佳。采用同步热分析和扫描电子显微镜对S/PFO共缩聚胶黏剂的固化性能和胶合界面进行了表征。相比于酚醛树脂胶黏剂,S/PFO共缩聚胶黏剂固化温度和固化焓值均降低,能够有效降低生产能耗。S/PFO共缩聚胶黏剂能将木材表面的孔隙均匀填满,形成一层薄薄的且连续的胶膜,有利于提高其胶接强度和耐水性能。     

环氧固化体系对膨胀型防火涂层耐火性能的影响

分别以2种环氧固化体系作为基料树脂,以聚磷酸铵(APP)、双季戊四醇(DPER)、三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系(IFR),制得膨胀型防火涂层。采用燃烧背温测试仪、锥形量热仪、热重分析仪及应力流变仪对2种环氧防火涂层的耐火阻燃性能及炭层力学强度进行了测试。结果表明,与脂肪胺为固化剂的环氧体系相比,以芳香胺为固化剂的环氧体系与膨胀阻燃剂有更好的匹配性,能有效参与体系成炭,形成更加完整致密、强度更高的炭层,从而提高涂层的耐火隔热性能,降低涂层的热释放及烟释放,具有更高的耐火阻燃效率。     

聚磷酸铵微胶囊对环氧树脂阻燃性能和力学性能的影响

研究了聚磷酸铵(APP)以及APP两种微胶囊,即环氧树脂包覆的APP(EPAPP)和密胺甲醛树脂包覆的APP(MFAPP)在环氧树脂(EP)中阻燃性能、力学性能以及阻燃剂与EP之间的相容性。结果表明,APP在EP中具有较好阻燃效果。与未包覆的APP相比,环氧树脂和密胺甲醛树脂包覆APP(EPAPP和MFAPP)在环氧树脂(EP)中氧指数和垂直燃烧级别基本不变;但添加APP微胶囊的阻燃EP体系的力学性能都有所改善,尤其是冲击强度有较大幅度提高。表面电阻的实验发现,在EP体系中添加APP或APP微胶囊对体系绝缘性能基本上没有影响。     

高岭土/聚磷酸铵阻燃硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料的制备与性能

采用聚酰亚胺(PI)预聚法,以高岭土(Kaolin,KL)和聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,合成KL/APP阻燃硬质聚氨酯-酰亚胺(PUI)泡沫塑料。分析KL/APP的添加量和配比对氧指数、烟密度、炭层形貌、表观密度及力学性能的影响。结果表明:随着KL/APP复配阻燃剂添加量的增加,硬质PUI泡沫塑料的氧指数、表观密度、压缩强度、压缩模量以及表面粉化程度均增加,且密度指数分别为1.999和1.764;烟密度随着KL含量的增大而减小,KL/APP阻燃剂能改善泡沫炭层疏松多孔的缺点。     

阻燃剂聚磷酸铵对脱醇型RTV-1硅橡胶性能的影响

采用α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)、气相白炭黑、无机阻燃剂聚磷酸铵(APP)等制备了无机阻燃脱醇型单组分室温硫化(RTV-1)硅橡胶,研究了APP用量对脱醇型RTV-1硅橡胶阻燃、物理性能和贮存期的影响,以及APP阻燃脱醇型RTV-1硅橡胶的热稳定性.结果表明,当APP的用量达80份以上时,脱醇型RTV-1硅橡胶才具有阻燃性能.但随着APP用量的增加,脱醇型RTV-1硅橡胶的拉伸强度、扯断伸长率均逐渐下降;当加入80份APP时,脱醇型RTV-1硅橡胶贮存期为9个月以上,APP几乎不影响其贮存的性能.添加了80份APP的阻燃脱醇型RTV-1硅橡胶与未加APP的脱醇型RTV-1硅橡胶相比,初始分解温度下降.     

硅丙乳液对镁系无机胶黏剂性能和微结构的影响

以硅丙乳液为改性剂,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了添加量对镁系无机胶黏剂复合板材力学强度、耐水性能、阻燃性能和镁系无机胶黏剂凝固时间的影响原因.结果表明:硅丙乳液与镁系无机胶黏剂可以形成有机无机的互穿网络结构;随着添加量增大,硅丙乳液的成膜性增强,使镁系无机胶黏剂的黏结性能及材料的整体性增加,复合板材力学性能增强,耐水性能提高;添加量增加的同时也会延缓镁系无机胶黏剂的凝固时间,但不会对镁系无机胶黏剂的晶相组成产生影响;此外,镁系无机胶黏剂还赋予秸秆板较好的阻燃抑烟特性,硅丙乳液的添加对复合板材的阻燃性能没有明显影响.