聚氨酯改性环氧树脂粘合剂
聚氨酯胶水和环氧树脂胶水
聚氨酯胶水和环氧树脂胶水
首先，让我们来看一下聚氨酯胶水。
聚氨酯胶水是一种具有很强粘接性和耐磨性的胶水，它在各种材料的粘接中表现出色。
它可以粘接金属、塑料、橡胶、玻璃等多种材料，并且具有较好的耐化学腐蚀性能。
聚氨酯胶水还具有一定的柔韧性，能够承受一定程度的拉伸和振动，因此在需要承受一定机械应力的场合下表现优异。
而环氧树脂胶水则具有非常优秀的耐化学性能和耐高温性能，它的粘接强度非常高，而且在固化后具有极好的硬度和耐磨性。
环氧树脂胶水在金属、陶瓷、玻璃等材料的粘接中表现突出，而且还可以用作涂料、封封剂等多种用途。
在选择使用聚氨酯胶水还是环氧树脂胶水时，需要根据具体的应用场景和要求来进行综合考虑。
如果需要考虑柔韧性和耐磨性，聚氨酯胶水可能是更好的选择；而如果需要考虑耐化学性能和高强度粘接，那么环氧树脂胶水可能更适合。
总的来说，聚氨酯胶水和环氧树脂胶水都是非常优秀的工业胶水，它们在不同的领域和场合都有着广泛的应用前景，选择合适的
胶水需要根据具体的需求来进行综合考虑。
希望这些信息能够帮助你更好地了解聚氨酯胶水和环氧树脂胶水。
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的研究
要： 采用环氧树脂 Ｅ一 ４交联对 水性 Ｐ ４ Ｕ胶 粘剂进行 改性 ， 并经红外光谱测 定其结构 。文 中采 用正交试验
方法探 索环氧树 脂含 量、 异氰 酸根与 羟基 摩 尔比、 乙醇 浓度等 因素 对改性 Ｐ ｕ胶 粘 剂性 能 的影 响 ， 果表 明组合 结
度， 耐冲击性 、 耐超低 温性 、 耐油性和耐磨性好等优点 ， 故应用面越来越广 。但 目前使用 较多 的仍是溶剂 型聚氨 酯胶粘剂 ， 随着人们对 环保越来越关注 ， 降低挥发性有机 化合物 （ Ｏ ） Ｖ Ｃ 的呼声越来越 高 ， 水性 聚氨酯胶粘剂代 替 溶剂型聚氨酯胶粘剂成为必然趋势 。但是单纯的水性 聚氨酯乳液在一些性能上还 不尽人意 ， 如耐 高温性 能不佳 、
１ 实 验部分
１ １ 实验 原料 ．
聚乙二醇 ２０ （ Ｅ ２０ ）化学纯 ， ００ Ｐ Ｇ００ ， 广东汕头 市西龙化工 厂 ； 甲苯二异 氰酸 酯 （ Ｄ ） 工业 品 ， Ｔ Ｉ， 天津市 大阳工 贸有限公 司； ， 二 羟甲基丙酸 （ ＭＰ ， 析纯 ， ２ ２一 Ｄ Ａ）分 上海科林 化学试 剂研究所 ； 丙酮 （ Ｐ ， 析纯 ， ｃ ）分 天津市 百世化 工有限公 司； 乙二胺 （ Ｄ ） 分析纯 ， ＥＡ ， 天津市瑞金特化学 品有 限公 司； 乙胺（ Ｅ ） 分析纯 ， 三 ＴＡ ， 天津市瑞 金特化学 品 有限公 司 ； 正二丁胺 ， 分析纯 ， 天津市科密欧化学试剂有 限公 司； 环氧树脂 Ｅ一 ４ 工业 品， ４， 广州市东 风化工实业有 限公 司出品； 三羟 甲基丙烷（ Ｍ ） 分析纯 ， Ｔ Ｐ ， 国药集 团化学试剂 有限公 司； 丁基二月桂 酸锡 （ Ｂ Ｌ ， 二 Ｄ Ｔ ） 分析纯 ， 广
对聚氨酯改性环氧树脂的探究
聚氨酯改性环氧树脂的 动态力学性能(DMTS)
EP 和m-EP 的DMTS 曲线分别如 Fig . 4、Fig. 5 所示。Fig. 5 中有两个内耗峰, 即m-EP有两个T g , 为两相体系, 这跟DSC 测试 结果一致。比较两图可知, m-EP 有较高的T g ; 经聚氨酯接枝的EP 不仅内耗峰高, 而且内耗峰向高温 方向拓展, 温域变窄。可见, 在分 子中引入接枝链, 是提高EP 阻尼 性能的有效方法。
结语
一．( 1) 两端为- NCO 基团的PU 分子链成功接枝到环氧树脂的分子链上。 二．经PU 改性环氧树脂的T g 提高, PU链段含量为30% 的改性EP, T g 从92 e 提高到104 e ; 而且DSC 曲线出现两个玻璃化转变。 三．( 3) PU 链段的引入能显著提高EP 的冲击强度, 改性后EP 的冲击强度是未改性的两倍多; 随 着PU 链段含量的增多, EP 的弯曲强度、硬度降低。 四．( 4) 经PU 链段接枝改性的EP 内耗峰提高, 说明阻尼性能变好; 而且其内耗峰向高温方向拓展, 温域变窄。
聚氨酯原料配比对改性环氧树脂性能的影响
PUR不同原料配比对改性环氧树脂性能的影 响见表2 。从表2 可见, 当直接用聚乙二醇 作为改性剂加人环氧树脂体系时, 拉伸、冲 击、弯曲性能都很差, 可见游离的低分子量 二醇类起不到改性作用, 主要是聚氨酯的作 用。当TDI:聚乙二醇为1:3 左右时, 拉伸、 冲击、弯曲强度皆佳, 这是因为聚氨酯中的 酰胺基团中存在着极性的羰基和活泼的仲胺 氢原子, 可以与环氧树脂中的环氧基开环交 联, 使聚氨酯的柔性链与环氧树脂以化，这样就达到了既增韧又增强的目 的。
环氧树脂具有优良的粘结力的机械强度,但缺乏韧性, 往往呈脆性状态。而聚氨酯则具有 极佳的柔韧性和弹性。因此, 探索用聚氨酯来改性环氧树脂。 实验部分 SK 3 聚氮醋一环级树脂的合成 在装有搅拌器、温度计和通氮气阀门、连接减压真空泵的四口反应器中, 放入端经基聚醚 ,加热、抽真空, 排除水份及空气。冷至60℃ , 通氮气保护、滴加称量的异氰酸酯, 加热 , 搅拌保温, 得到异氛酸酯封端的氨酯予聚体。然后加入称取的环氧树脂, 在氮气中加热 , 不断搅拌, 进行反应。经红外光谱分析证实NCO 基团全部耗尽为止, 反应完成。如图1 和图2 所示。
聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的研究
聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的研究一. 选题的目的及意义：聚氨酯（PU）是一类常用的高分子材料，以甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）和二醇类为原料合成，结构中既有柔性的C-C链和C-O-C链，又有活性的酰胺基团，与环氧树脂相容性好。
改性后的环氧树脂（EP）强度和韧度都得到提高，特别适用于环氧浇注、环氧涂料等方面，具有良好的应用前景。
二. 选题的国内外研究概况和趋势（设计只介绍相应产品的用途、作品的应用等）胶黏剂的一类古老而又年轻的材料，早在数千年前，人类的祖先就已经开始使用胶黏剂。
到上个世纪初，合成酚醛树脂的发明，开创了胶黏剂的现代发展史。
胶黏剂是具有良好粘结性能的物质，特别是合成胶黏剂强度高，对材质不同的重金属与非金属之间均可实现有效粘结，并且已经在越来越多的领域代替了机械粘结，从而为各行业简化工艺、节约能源、降低成本，提高经济效益提供了有效途径。
全球胶黏剂、密封剂和表面处理剂市场总规模约500亿欧元（680亿美元），其中工业胶黏剂市场占44%的份额。
上世纪90年代，我国胶黏剂进入了一个高速发展的新阶段。
本世纪前8年，随着我国改革开放的不断深入，胶黏剂工业整个发展势态越来越好。
据中国胶黏剂工业协会统计，2004年、2005年和2006年我国胶黏剂产量分别为22.7万吨、251.7万吨和280.2万吨，年均增长率分别外14.32%、10.44%和11.32%，2007年和2008年产量为313.5万吨和344.8万吨，产量不断增加应用领域不断扩展。
去年下半年，由于遭受美国、系，西欧和世界金融危机的影响，今年一季度开始，我国合成材料工业及其胶黏剂工业也受到一定影响。
据预测今年胶黏剂产量可望达到372.38万吨，增长速度比去年有所下降。
如上所述，由于受国际金融危机的影响，今年我国采取了一系列产业结构调整政策和财政支持政策，进一步扩大内需，保增长，渡难关，上水平，如果没有受到其他影响，2012年后我国又将以崭新姿态出现在世人面前，2015年，即“十二五”计划末，我国胶黏剂产量将突破600万吨大关。
使用环氧树脂作为聚氨酯交联剂的原理环氧基团
使用环氧树脂作为聚氨酯交联剂的原理环氧基团环氧树脂是一种广泛应用的热固性树脂，具有优异的物理性能和化学性能，广泛应用于涂料、粘接剂、复合材料、电子材料等领域。
环氧树脂分子中含有活性的环氧基团，可以与多种功能基团发生反应，形成三维网络结构，具有优异的耐热性、耐化学性和机械性能。
在聚氨酯材料加工中，环氧树脂常被用作交联剂，用于提高聚氨酯材料的耐热性、耐化学性和强度。
一、环氧树脂的化学结构环氧树脂是由环氧基团（Epoxide group）构成的高分子化合物，通常是双酚A和双酚F等含有苯环的化合物，通过环氧化反应合成。
环氧基团是由一个氧原子跟着两个碳原子组成的环状结构，具有高度的化学活性。
环氧树脂分子中通常含有多个环氧基团，这使得环氧树脂在聚合和交联时能够形成非常稳定的三维网络结构。
二、环氧树脂作为聚氨酯交联剂的原理1.环氧树脂的活性基团环氧树脂分子中的环氧基团是一种活性基团，可以与多种官能团发生开环加成反应，形成稳定的环氧-醚键。
聚氨酯分子中含有大量的羟基（-OH）官能团，与环氧基团发生反应后可以形成环氧醚键，从而实现两种高分子之间的交联。
2.交联剂的作用聚氨酯是一种线性高分子化合物，具有良好的弹性和耐磨性，在一定温度下可以形成热塑性材料。
但是在高温或化学腐蚀条件下，聚氨酯容易软化、变形甚至破裂，影响其使用寿命和性能。
通过添加环氧树脂作为交联剂，可以将线性聚氨酯分子通过环氧-醚键与环氧树脂分子交联在一起，形成三维网络结构，从而显著提高聚氨酯材料的热稳定性和机械性能。
3.交联反应的条件环氧树脂作为聚氨酯交联剂，需要在一定的条件下发生交联反应。
一般来说，环氧树脂的交联反应需要在一定温度、时间和催化剂的作用下进行。
通常情况下，需要将含有环氧树脂的混合物在一定温度下加热，以促进环氧基团与聚氨酯分子中的羟基发生反应，形成稳定的三维网络结构。
三、环氧树脂与聚氨酯交联剂的优点1.提高材料的耐热性环氧树脂与聚氨酯交联后，形成稳定的三维网络结构，可以有效提高材料的热稳定性和耐高温性能。
环氧树脂改性醇溶性聚氨酯胶粘剂的制备与性能
１． Ｉ ２预聚体的扩链 ２ 反应温度 降至７ ℃左右 ，加入小分子扩 链剂二羟 ０
甲基 丙酸 （ ＤＭＰ ，制 得含有 羧基 的聚氨 酯溶 液 。保 Ａ） 酸 乙酯 的毒性不大 ，但仍属于控制排放的物质ｕ 。。因 持 ７ ℃反 应 １ 时左 右 。 ０ 小 此 ，人们在 不断探索用对 人体 、对环 境无害 的溶剂 替 １－ ． ３预聚体 的交联 ２ 代有毒 的 乙酸 乙酯 ，于是醇溶性聚 氨酯胶粘剂就应 运 反应 温 度 降 至 ６ ℃ 左 右 ， 加 入 一 缩 二 乙 二 醇 ０ 而 生 。醇 溶性 聚 氨酯 胶粘 剂 使 用具 有 “ 色溶 剂 ” 绿 Ｄ Ｇ）和 三羟 甲基丙烷 （ ＭＰ Ｔ ）进行扩链和 交联， 之称 的 乙醇作为溶剂 ，比酯溶性聚 氨酯胶更有利 于环 （ Ｅ Ｔ ）和二 月桂酸 二丁基 保 ，而且醇溶性聚氨 酯胶粘剂 的主剂和 固化剂均 不含 同时加入催化剂辛酸 亚锡 （ 一９ 锡 （ 一 １ ）各 一 滴 ，保 持 温 度 在 ６ ￣ Ｔ ２ ０Ｃ反应 ３ ． ， —３５ 时 ４ 异氰 酸酯（ Ｏ 和游离 的 甲苯二异 氰酸酯 （ ＤＩ ． ＮＣ ） Ｔ ）， 如果体系黏度 膜 应用 过 程 中都 是无 害 的 、卫 生 （ 的 ，是一种环 保型 的聚氨酯 胶粘剂 。本 实验 研究采用 １ ． 高聚物的 中和及醇化 ．４ ２ 聚醚二元醇２ ０ ＤＩ １ 与Ｔ 进行 聚合反应 ，探索环氧树脂 改 停止加热 和搅拌 ，把制得 的高聚物倒 入分散桶 ， 性聚醚 型阴离子聚氨酯胶 粘剂 的方法 和所得产 品的性 加入三 乙胺和 乙醇 ，在 高速搅拌机上进行分 散。
能。
１３ 分 析 与表 征 ． １ ． ＮＣ 含 量 的测 定 －１ ３ Ｏ
１ ．实 验 部 分
１１主要 原 料 ．
聚氨酯改性环氧树脂的合成及其复合材料性能研究
一
编
号
Ｒ ０
１０ ０
Ｒ ５
９ ５
Ｒ０ Ｒ５ Ｒ ０ Ｒ ５ ｌ ｌ ２ ２
９ ０ ８ ５ ８ ０ ７ ５
Ｒ０ ３
７ ０
ＥＰ
定 柔韧 性 又具有 很好 粘结 强度 的胶 粘剂 。Ｊ 。
应 温度 控 制在 ８ ５Ｃ反应 ３ ， 二 正 丁胺 法 测定 一 ０± ｃ ｈ用 Ｎ Ｏ端基 含 量 ， 到 或基 本 达 到理 论 含 量 后 终 止 反 Ｃ 达 应， 即得 到 一 Ｃ Ｎ Ｏ封 端 的聚氨 酯预 聚物 。
红外 光谱 测试 （ ＦＲ） 采 用 Ｎ ｘｓ 红 外分 析 ＦＩ ： ｅｕ 型 仪（ 美国 Ｔｅ ｏＮｃｌ 公 司） 聚氨酯预聚体 、 ｈｒ ｉ ｅ ｍ ｏｔ 对 聚 氨酯／ 氧 树 脂 接 枝 预 聚 体 、 氨 酯／ 氧 树 脂 ／ ． 环 聚 环 Ｄ
８ ℃下 ２ ０ ｈ的 固化 工 艺 固 化 ， 脱模 ， 行 测试 。把 上 进 述 改 性 物 按 照 Ｐ 含 量 （ ｈ） 应 标 记 为 Ｒ 、 ｕ ｐｒ 相 。Ｒ 、 Ｒｌ、 １、 ２、 ２、 ３， 表 １ 示 。 （Ｒ５ＲｏＲ５Ｒ０如 Ｊ 所
表１ Ｅ Ｐ与 Ｐ 的不 同配 比 ｕ
８ １在 Ｒ Ｔ３ Ｇ 一０型微 机控 制 电子万 能材 料试 验 机上 进 行 测试 。
动态力 学 测 试 （ Ｍ ：ｙｉ Ｄａ ｏｄＤ Ａ 测 Ｄ Ａ） Ｐｒ ｉ ｎ Ｍ ｓ ｍ 试 仪 （ 国 ＰｒｉＥｍ ｒ公 司 ） 温 度 范 围 为 ２ ～ 美 ｅｋｎ ｌｅ ， ５ １０Ｃ， ６ ￣ 升温 速率 为 ２／ ｉ， 率为 １ 。 ｍｎ频 Ｈｚ
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成与性能
厂 ； 月桂 酸 二 丁基 锡 （ 一 ２ 、 酸 亚 锡 （ ） 二 Ｔ １）辛 Ｔ ，
收稿 日期：０ ７ ｏ— ４； 回日期 ：０ ７ ｏ 一 ２ ２０—３１ 修 ２０一４ ｌ。
作者简介： 谢伟（９ ２ ）安徽省蒙城县人 ， １８ － ， 在读硕士研究生 ， 主要从事水性聚氨酯树脂的研究。Ｅ ｍ ｉ ｍ ｓ ｆ１８ ２ ． ｍ － ａ ： ｙｅ ｌ２ ＠１ ｅ ｌ ｌ ６ｏ
Ｄ Ａ和 Ｅ ５ ，０℃左右反 应 ｌ ； ＭＰ 一 ｌ７ 最后 加入扩链 剂 ｈ
足人们 的需要 ， 如胶 膜力学性 能不佳 ， 耐化学性 和耐 水、 耐溶 剂性不 好 ， 度低 等 。为 了改善 ＷＰ 硬 Ｕ乳 液
的涂 膜 性 能 及 扩 大 ＷＰ 的应 用 范 围 ，就 必 须 对 Ｕ
ＷＰ Ｕ乳液进行 适 当的改性 。 环 氧树脂 因具有 良好 的粘 接性 能 、 高模 量 、 高强
Ｔ ＭＰ和 Ｄ Ｇ， 用丙 酮 调节体 系 的粘度 ， ６ Ｅ 并 在 ０℃时 反 应至 一 Ｃ Ｎ Ｏ含 量不再 变化 ， 温至 ４ 降 ０℃出料 。将 上述 合成好 的预 聚体用 Ｔ Ａ中和 ， Ｅ 加水进行 高速 乳 化 ， 到水性 聚氨酯乳 液 。 得 减压 蒸馏脱 去溶剂丙 酮即
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２０ 年 ６月第 ｌ 卷 第 ６期 ０７ ６
Ｖｏ．６Ｎｏ６Ｊ ｎ２ ０ １ ．，ｕ ．０ ７ １
中 国胶 粘 剂
Ｃ Ｎ ＨＥｓＶ ＨＩ Ａ ＡＤ Ｊ ＥＳ 一 ５ 一
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂 的合成与性能
谢 伟 ，许 戈 文 ，周 海 峰 ，纪 学顺
的机 理 ， 提高 内交联程 度 ， 从而 合成性 能优异 的改性
水性 聚氨酯乳 液 。
聚氨酯改性室温固化环氧结构胶粘剂的研究
本文研究用聚氨酯预聚体 改性环 氧结构胶 粘剂 ， 备了 制
室温固化 、 力学性能 优 良的环氧 结构 胶 ， 并对 增韧 机理 进行
研 究
１ 实验 部 分
红外光谱 （Ｒ） Ｉ 分析
以四氢呋喃 为溶 剂 ， 将样 品配成质
摘要 ： 采用聚氨酯预聚体改性环氧树脂 ， 制备 了高性能 室温固化环氧结构胶 粘剂 ， 究了聚氨 酯预聚体加入量 研
对环氧 结构胶剪切 强度 、 冲击强度和拉 伸强度等指标的影响 ， 用扫描 电镜 （ Ｅ 对环氧胶 固化物 的冲击 断裂 面 利 Ｓ Ｍ） 进 行了分析． ．结果表 明， 聚氨 酯预聚体的加入可显著提 高环氧肢 粘剂的韧性 。采用 Ｎ Ｏ质量 分数 为 ３ ８ ％ 的 甲 Ｃ ．６
喷 ， 用扫描 电镜观祭其 测 试 仪 器 ．
傅 立叶 光谱 仪 （Ｒ）７ ０ 美 国 Ｎｃ￣ 公 司 ； 机控 １ 外 Ｉ ，５ ， ｉ ｅ ｏｔ 微 制电予万能试验 机 ，Ａ Ｓ—Ｃ ２３， ＳＮ ＭＦ ０ 深圳新 三思 材料 检测 ４
２ １ 聚氨酯预聚体与环氧树脂接枝反应 ， 异氰酸酯和聚醚多元醇反应 可以生成线 型聚氨 酯， 当异
性 ，Ｔ 口以制成性能优 良的胶粘剂 。聚氨 酯可 以与环 氧树脂
形成互 穿聚合物网络 （Ｐ ， 聚氯 酷 的高弹性 与环 氧树脂 ＩＮ） 使 的高粘 接性瓦补 强化 ， 加环氧 结构 胶 的韧性 ， 著提 高胶 增 显
粘剂的冲击强度 和耐 低温性能 Ｊ 。
制得端 Ｎ Ｏ聚氨酯 预聚体 。 Ｃ
差。环 氧胶粘剂 的增 韧方 法很 多 ， 米研究较 多的增 韧剂有 近
环氧胶粘剂
环氧胶粘剂环氧胶粘剂是以聚氨酯预聚物改性环氧树脂(A组分)与自制的固化剂(B组分)按10∶1～1∶1(重量比)的比例配制成耐高温、韧性好、反应活性大的固化体系。
其中聚氨酯预聚物为端羟基聚硅氧烷和二异氰酸酯按一定比例在一定条件下反应制成异氰酸酯基团封端的聚硅氧烷聚氨酯预聚物，再采用此聚氨酯预聚物对环氧树脂进行改性处理。
而自制的固化剂由二元胺、咪唑类化合物、硅烷偶联剂，无机填料以及催化剂组成。
环氧胶粘剂概述此改性环氧树脂胶粘剂可室温固化，具有优异的耐油、耐水、耐酸、碱、耐有机溶剂的性能，可粘接潮湿面，油面及金属、塑料、陶瓷、硬质橡皮、木材等。
环氧胶粘剂分类按形态分类如无溶剂型胶粘剂、(有机)溶剂型胶粘剂、水性胶粘剂(又可分为水乳型和水溶型两种)、膏状胶粘剂、薄膜状胶粘剂(环氧胶膜)等。
按固化条件分类冷固化胶(不加热固化胶)。
又分为：低温固化胶，固化温度＜15℃；室温固化胶，固化温度15—40℃。
热固化胶。
又可分为：中温固化胶，固化温度约80—120℃；高温固化胶，固化温度＞150℃。
其他方式固化胶，如光固化胶、潮湿面及水中固化胶、潜伏性固化胶等。
按胶接强度分类结构胶，抗剪及抗拉强度大，而且还应有较高的不均匀扯离强度，使胶接接头在长时间内能承受振动、疲劳及冲击等栽荷。
同时还应具有较高的耐热性和耐候性。
通常钢-钢室温抗剪强度＞25MPa，抗拉强度≥33MPa。
不均匀扯离强度＞40kN／m。
次受力结构胶，能承受中等载荷。
通常抗剪强度17—25MPa，不均匀扯离强度20—50kN／m。
非结构胶，即通用型胶粘剂。
其室温强度还比较高，但随温度的升高，胶接强度下降较快。
只能用于受力不大的部位。
按用途分类通用型胶粘剂。
特种胶粘剂。
如耐高温胶(使用温度≥150℃)、耐低温胶(可耐—50℃或更低的温度)、应变胶(粘贴应变片用)、导电胶(体积电阻率10-3～10-4Ω·cm)、密封胶(真空密封、机械密封用)、光学胶(无色透明、耐光老化、折光率与光学零件相匹配)、耐腐蚀胶、结构胶等。
聚氨酯改性环氧树脂的研究
综合考察 , PUR3改性 EP的综合力学性能较好 。
图 1 不同 PUR 对改性 EP力学性能的影响
2. 3 不同 PUR改性 EP的耐热性比较
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
表 3为不同 PUR改性 EP的耐热性比较 。
表 3 不同 PUR改性 EP的耐热性比较
项目 Tg /℃
PUR1 134. 98
PUR 种类
PUR2
PUR3
表 1 正交实验因素水平
水平数 固化剂用 量 /g
因 素
促进剂用 固化温度 /
量 /g
℃
抗氧剂用 量 /g
1
86. 9
0. 7
125
0. 09
2
91. 6
1. 17
130
0. 19
3
96. 3
1. 68
140
0. 28
表 2 正交实验结果 1)
序号固化量剂/ g用促进量剂/ g用固度化/ ℃温抗氧量剂/ g用
132. 39
5 91. 6 1. 17 140 0. 28 20. 66
134. 26
6 91. 6 1. 68 125 0. 19 22. 60
133. 74
7 96. 3 0. 7 140 0. 19 26. 59
135. 72
8 96. 3 1. 17 125 0. 28 22. 75
133. 35
收稿日期 : 2008211216
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崔佳 ,等 :聚氨酯改性环氧树脂的研究
聚氨酯改性环氧胶粘剂的合成及性能研究
波数 ／ ｍ ｅ一
Ｆｇ． Ｆｒ Ｒ ｐ ｃ ｒ ｆｅｐ ｘ ・ ａ ｅ ｌ ｒｔ ａｎ ｉ １ ．・Ｉ ｓ ｅ ｔａ ｏ ｏ ｙ ｃ ｐｐ ｄ ｐｏｙｕｅ ｈ ｅ
６・
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研 究 报 告 及 专 论
耐剥离性 ， 而环 氧树脂胶卡 剂的特点屉 低柔韧 性 、 硬度 、 占 高 高 耐化学品性 、 高搭接剪切强度 ， 若使 其二者 结合 ， 则可发挥 两 者 的优点 ， 互补缺点 ， 制造出既有一定 柔韧性 ， 又有 相 当粘 接 强度的较为理想 的胶粘 剂。我们 对多 种树脂 体 系进行 了 比
基 一 Ｉ ～的 Ｃ— 伸缩 振动 吸收 ； １ ２ ｍ。吸 收峰是 ＣＩ － Ｈ ～ ４ｏ ’ ７ 羰 基 ｃ～ ０伸缩 振动 吸收 ；－１ ０ ｍ 吸收峰是苯 环骨架 一 ０ｅ ６ 振 动吸收 ； １ ３ ｍ 吸收峰 是仲酰胺 Ⅱ吸收带或 苯环骨 ～ ０ｃ ５
古羟 古 基聚 （ 或聚 醣 ）
＼— －一
”
一
架振动吸收； ８ ｍ 一１ ０ｅ 吸收峰为甲基 一 Ｈ 对称弯曲振 ３ Ｃ，
动吸收 ； １４ ５ｃ 吸收 峰为 甲基 一Ｃ 亚 甲基 一Ｃ ， 一 ４ ｍ Ｈ、 Ｈ一 弯 曲振动吸收 ； ２ ｍ 一１ ５ｃ 及 一 １１０｛ 吸收峰为 Ｃ一 ２ ０ ３ ｍ ０键 的伸缩振动。
１ ２ 端环 氧基聚氨酯的合成 及其红外 光谱 图 ．
１２ １ 合成原理 ．．
一
图 １ 端环氧基聚氨酯的红外光谱图
合成原理｛ 下 ： ｎ Ｊ
＋ ∞ 咖
３２０Ⅲ 吸收峰是由 Ｎ ０ —Ｈ键 的及 ０一Ｈ键 的伸缩
使用环氧树脂作为聚氨酯交联剂的原理环氧基团
使用环氧树脂作为聚氨酯交联剂的原理环氧基团环氧树脂是一种常见的聚合物材料，其主要成分是环氧基团（epoxy group）。
环氧基团是一种具有特殊化学结构的官能团，由两个碳原子和一个氧原子组成，化学式为C-C-O。
环氧树脂在聚氨酯交联体系中作为交联剂，可以通过与聚氨酯中的羟基（OH）反应而发生交联，从而固化材料，提高其力学性能和耐化学性。
要理解环氧树脂作为聚氨酯交联剂的原理，我们首先需要了解环氧树脂的特性和反应机理。
环氧树脂具有一对反应活性的氧原子，可以与其他化合物中的不饱和键反应。
当环氧树脂与聚氨酯中的羟基反应时，羟基中的氢原子与环氧基团中的氧原子发生反应，形成氧原子与碳原子的新键。
这个过程被称为环氧树脂与聚氨酯交联反应。
在环氧树脂与聚氨酯的交联反应中，需要将两者混合并加热，以触发反应。
一般情况下，还需要添加一种催化剂，以加快反应速率。
常用的催化剂有胺类化合物和酸类化合物。
催化剂的选择可以根据具体要求和反应条件进行调整。
在反应过程中，环氧树脂中的环氧基团首先被催化剂活化，使其具有更高的反应活性。
然后，环氧树脂中的环氧基团与聚氨酯中的羟基发生开环反应，生成具有碳氧键的中间产物。
通过这些中间产物的交叉联结，环氧树脂与聚氨酯形成交联结构，使材料变得更加稳定。
环氧树脂与聚氨酯交联的反应可以发生在室温下，但一般需要加热以加速反应速度。
加热可以提高反应的活性，使反应更加彻底。
加热和催化剂可以提供足够的活化能，使反应发生。
环氧树脂作为聚氨酯交联剂的优点之一是可以调节反应速度和交联程度。
通过选择适当的催化剂和反应条件，可以控制交联剂中所需的交联密度。
这使得可以根据具体需要调整材料的机械性能、硬度和耐化学性。
除了与聚氨酯反应形成交联结构外，环氧树脂还可以与聚氨酯中的异氰酸酯基团反应，形成共聚物。
这种共聚反应可以进一步增强材料的性能，并提供额外的特性，例如改善耐磨性、耐溶剂性和抗老化性等。
总结而言，环氧树脂作为聚氨酯交联剂的原理是通过环氧基团与聚氨酯中的羟基发生交联反应，形成碳氧键交联结构。
聚氨酯改性环氧
聚氨酯涂料因其涂膜具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐化学品性、硬度大、高弹性等优点, 且组分调节灵活, 已广泛应用于家具涂装、金属防腐、汽车涂装、飞机蒙皮、地板漆、路标漆等。
聚氨酯涂料在近几年的涂料业中增长速度非常快。
合成聚氨酯涂料的主要基料是聚氨酯改性环氧树脂。
关于一些聚氨酯涂料改性研究，络合高新材料（上海）有限公司为大家带来解答，希望能帮到大家。
1、交联改性首先选用多官能度反应物如多元醇、多元胺扩链剂和多异氰酸酯交联剂等 , 合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。
其次 , 添加后交联剂 , 早期使用的有碳化二亚胺和甲亚胺。
采用氮丙啶类化合物为交联剂可与羧基反应 , 在酸性下可发生反应 , 在碱性条件下相对稳定。
美国 Olin 公司使用脲丁酮作内交联剂 , 可改善力学性能和耐溶剂性。
再次 , 热活化交联是由封闭型异氰酸酯乳液与聚氨酯乳液混合形成单组分乳液 , 干燥后进行热处理使高反应性的NCO 基团再生 , 与聚氨酯分子所含的活性基团反应形成交联的涂膜。
另外 , 采用干性或半干性油酯改性聚氨酯 , 由金属催化剂（如钴、锰、锆等）使大气中的氧产生游离基 , 引发主链上的双键交联 , 其原理与自干性醇酸相同。
2、复合改性复合改性常见的是环氧树脂、聚硅氧烷和丙烯酸乳液的复合改性。
环氧树脂复合改性 : 环氧树脂具有出色的粘接能力、高模量、高强度和热稳定性 , 将其与水性聚氨酯共混用于皮革涂饰剂 , 可提高对基体的粘合性、光亮度、涂层的机械性能、耐热性和耐水性。
聚硅氧烷复合改性 : 有机硅树脂具有良好的低表面能、耐高温、耐水、耐候和透气性好的特点 , 聚氨酯聚硅氧烷一般为嵌段共聚物 , 具有很好的机械性能、柔韧性、电性能和表面性能。
一般采用含羟基的聚硅氧烷与二异氰酸酯和端氨基的聚硅氧烷和二异氰酸酯反应来合成嵌段共聚物。
丙烯酸酯复合改性 : 这种改性将聚氨酯的高拉伸强度、耐冲击性、柔韧性和耐磨性与丙烯酸酯良好的附着力、低成本相结合。
聚氨酯增韧改性环氧树脂胶粘剂的性能研究
聚氨酯增韧改性环氧树脂胶粘剂的性能研究摘要：采用NCO基聚氨酯预聚体与环氧树脂反应制备了改性环氧树脂。
研究了聚氨酯预聚物含量、活性稀释剂含量和异氰酸酯的结构对改性环氧树脂粘度和粘接性能的影响。
结果表明，改性环氧树脂的粘度随PU预聚物含量的增加而逐渐增加，随活性稀释剂含量的增加而逐渐降低，相同条件下不同二异氰酸酯改性环氧树脂的粘度顺序为IPDI型>MDI型>TDI型。
当PU预聚体含量为20%时，铝板/铝板的抗剪强度最大（7.82Mpa）。
当PU预聚体含量为10%时，铁板/铁板的抗剪强度最大（11.70Mpa）。
TDI类型和IPDI改性环氧树脂的粘接性能优于MDI改性环氧树脂。
关键词：环氧树脂；聚氨酯；化学改性；粘接性能1前言随着环保法规的日益严格和人们环保意识的逐渐增强，水性聚氨酯（WPU，以水代替有机溶剂）作为分散介质的新型聚氨酯体系已广泛应用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂等方面。
作为理想的水性聚氨酯胶粘剂还应具备附着力大、粘接强度高、耐水、耐溶剂和耐热性好等优点。
由于水的表面张力大，对疏水性基材的润湿性差，影响胶粘剂的粘接性能，加之水性聚氨酯分子链上含有的离子和反离子，会影响材料的耐水性能，而使其应用受到限制。
环氧树脂（EP）为多官能团化合物，具有粘接性好、强度高和耐水，耐化学品性好和热稳定性好等优点，可直接参与WPU的合成反应，而将支化点引入聚氨酯主链而形成部分网状结构，从而达到改性的目的。
环氧树脂改性水性聚氨酯的方法除机械共混法外，根据环氧树脂的加入次序还分为共聚法和共混法。
共聚法是在合成预聚物时将多元醇、二异氰酸酯、和环氧树脂一起加入，合成端NCO基预聚物，然后再依次进行扩链、中和分散，制得水性聚氨酯。
共混法则是先将多元醇、二异氰酸酯进行反应合成端NCO基预聚物，然后将亲水扩链剂和环氧树脂同时加入，反应一定时间后，再中和、分散、扩链制得水性聚氨酯。
共聚法由于所合成预聚体的粘度较大而难于得到稳定的胶粘剂。
环氧树脂改性MDI型水性聚氨酯胶粘剂的制备与表征
１．１ 试 剂 与 仪 器 ４，４’一二 苯 基 甲 烷 二 异 氰 酸 酯 （ＭＤＩ） ，Ａ１ ａｄｄｉ ｎ公 司 ； 聚 醚 二 元 醇 （ＰＰＧ１０００） ，金 浦 集 团 江 苏 钟 山 化 工 有 限 公 司 ；２，２一二 羟 甲 基 丙 酸 （ＤＭＰＡ） ，工 业 品 ， 北 京 林 氏 精 化 新 材 料 有 限 公 司 ； １，４一丁 二 醇 （ＢＤＯ） ，分 析 纯 ， 天 津 福 晨 化 工 厂 ； 环 氧 树 脂 （Ｅ一４４） ，工 业 品 ， 肥 城 德 源 化 工 有 限 公 司 ； 三 乙 胺 （ＴＥＡ） ，分 析 纯 ， 北 京 市 通 广 精 细 化 工 公 司 ； 乙 二 胺 （ＥＤＡ） ，分 析 纯 ， 天 津 福 晨 化 学 试 剂 厂 ； 丙 酮 ， 分 析 纯 ， 北 京 化 工 厂 。 ＳＤＦ４００型 实 验 室 多 功 能 分 散 机 ， 上 海 法 孚 莱 能 源 技 术 有 限 公 司 ；３ ７００型ＦＴＩＲ全 反 射
关键 词 ：４，４’－二 苯 基 甲烷 二异 氰酸 酯 ；水 性 聚 氨酯 ；胶 粘 剂 ； 环 氧树 脂 ；改 性 中国 分类 号 ：ＴＱ４３３．４ ３ 文 献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１００１—５９２２（２０１６）０７—００６０—０４
水 性 聚 氨 酯 胶 粘 剂 软 硬 度 可 调 节 、 无 污 染 、 操 作 加 工 方 便 ， 易 于 改 性 ， 能 直 接 粘 接 非 金 属 、 金 属 等 多 种 材 料 ， 粘 接 工 艺 简 单 ， 适 ห้องสมุดไป่ตู้ 范 围 广 泛 …。但 是 传 统 水 性 聚 氨 酯 胶 粘 剂 耐 水 耐 热 性 差 、 耐 老 化 性 差 、 干 燥 时 间 长 且
“环氧树脂改性水性聚氨酯”资料汇总
“环氧树脂改性水性聚氨酯”资料汇总目录一、木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究二、环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成研究三、环氧树脂改性水性聚氨酯的合成研究四、丙烯酸树脂—环氧树脂改性水性聚氨酯的研制五、环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的制备与研究木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究随着环保意识的日益增强，水性聚氨酯作为一种环境友好型的高分子材料，在许多领域得到了广泛的应用。
然而，水性聚氨酯的耐水性、耐化学腐蚀性等性能仍有待提高。
为了改善这些性能，研究者们开始探索如何将木质素基环氧树脂应用于水性聚氨酯的改性中。
木质素基环氧树脂的制备主要分为两个步骤：首先是木质素的预处理，包括去除杂质和降低极性；其次是环氧化的过程，通过氧化剂将木质素转化为环氧树脂。
制备得到的水性聚氨酯，其制备方法主要包括聚合物合成和乳化两个步骤。
将木质素基环氧树脂与水性聚氨酯进行混合，再通过乳化剂的作用形成稳定的水性分散体。
改性后的水性聚氨酯在物理性能、耐水性、耐化学腐蚀性等方面均有所改善。
这主要归功于木质素基环氧树脂的优良性能，如良好的耐热性、耐化学腐蚀性和绝缘性等。
木质素基环氧树脂的引入还提高了水性聚氨酯的粘附力，使其在复合材料、涂料等领域有更广泛的应用前景。
通过对木质素基环氧树脂改性水性聚氨酯的制备及其性能研究，我们发现这种改性材料具有良好的环保性能和优异的物理性能，有望成为未来水性聚氨酯的重要发展方向。
然而，如何实现木质素基环氧树脂与水性聚氨酯的均匀混合，以及如何在保持材料性能的同时降低生产成本，仍是需要进一步研究的问题。
环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成研究随着环保意识的日益增强，水性聚氨酯胶粘剂因其无毒、无污染的特性，在许多领域得到了广泛应用。
然而，纯水性聚氨酯胶粘剂往往存在粘附力低、耐水性差等缺点，限制了其应用范围。
为了改善这些性能，环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂成为了研究的热点。
本文旨在探讨环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂的合成方法及其性能。
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按备方在三颈瓶中依次加入环氧树脂和聚氨酯预聚体, 升温至 80℃反应 2h。 配制小合剂时, 按配方加入固化 剂即可。 使用二氰二胺固化剂时, 需预先研磨; 为降低粘度, 可将 E244 加热至 60℃配制。 214 胶接试样及浇铸体制备
化学与粘合 1997 年第 2 期
Ξ ·研究报告·
·63·
聚氨酯改性环氧树脂粘合剂
李 莉 郭旭虹
(中国科学院成都有机化学研究所 610041) (四川联合大学高分子材料系 成都 610065)
[ 摘 要 ] 本文用端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧树脂 F244 复合, 得到了一种性能优异的改性环氧树脂合剂。 粘接试样 的剪切强度、不均匀扯离强度以及浇铸体的抗冲击强度、弯曲强度和拉伸强度数据表明: 聚氨酯分子量及用量或固化体系不同, 粘 合剂的粘接性能、机械强度尤其是韧性均比纯 F—44 有显著提高。本文还用扫描电镜、D TA 等手段研究了改性体系的微观结构和 耐热性, 探讨了改性机理。
表 3 不同固化剂时改性粘合剂与纯 E244 的粘接性能比较
从表 3 可见, 低分子聚酰胺 水杨酸作固化剂时粘
固化剂
剪切强度 (M Pa) 不均匀扯离强度 (kN m ) E244 改性粘合剂 E244 改性粘合剂
接性能较好; 两种固化剂下改性粘合剂的粘接性能均 明显优于纯 E244, 剪切强度提高约 30% , 不均匀扯离强
·65·
表 4 数据表明: 经聚氨酯改性的环氧树脂固化后 力学性能有明显提高, 其峰值仍然出现在聚氨酯分子 量为 2280, 用量为 30p h r 处, 此时冲击强度比纯 E244 提高 350% , 弯曲强度提高 70% , 拉伸强度提高 140%。 313 改性环氧树脂的耐热性分析
选择聚氨酯分子量为 2280, 用量为 30p h r 的改性 体系, 二氰二胺作固化剂, 以纯 E244 作对比, 测得它们 的 D TA 曲线如图 1。
31112 不同固化体系下改性粘合剂与纯 E- 44 的剪切强度和不均匀扯离强度比较
选择二氰二胺作固化剂时表现最佳粘接性能的配方 (即聚氨酯分子量为 2280, 用量为 30p h r) , 考查分别用低
分子聚酰胺 水杨酸和聚硫醇 DM P—30 作固化剂时, 改性粘合剂与纯 E244 的粘接性能, 见表 3。
胶接试样采用合金铝 L Y- 12CZ (70mm 3×30mm 3×3mm 3) 单面搭接粘合, 粘接面长 15mm , 接触压下固化。 浇 铸体需经 80℃下真空脱气 2h, 然后在 160℃下固化 3h。 215 性能测试及结构表征
( 1) 粘接试样的剪切强度、不均匀扯离强度: 用 L J 500 型拉伸试验机室温测试, 速度分别为 10mm m in 和 20mm m in, 两支点间距 40mm ; (2) 浇铸体冲击强度、拉伸强度、弯曲强度: 分 别 按 GB 1048—79、GB 1040—79、 GB 1042—79 测试; (3) 扫描电镜: 采用 X —650 型扫描电镜观察冲击试样断面; (4) 差热分析: 使用 L CT —1 型热分 析仪, 空气气氛, 升温速度 15℃ m in。
拉伸强度 (M Pa)
2316 2915 4615 5618 3512 3516 4019 2912
图1
(a) (b)
(c) (d) 图 2 改性环氧树脂浇铸体冲击断面扫描电镜片 (1200 倍)
(a) 聚氨酯分子量 1850, 用量 30ph r; (b) 聚氨酯分子量 2280, 用量 30ph r; (c) 聚氨酯分子量 3860, 用量 30ph r; (d) 聚氨酯分子量 2280, 用量 10ph r。
[ 关键词 ] 聚氨树脂; 聚氨树脂; 改性
A n Epoxy A dhesive M od ifed by Po lyu rethane
L iL i ( C heng hu Institu te of O rg an ic C hem istry A cad em y of S cience, C heng d u 610041)
Key words: Po lyu rethane; epoxy; m odify
1 前 言
脆性是环氧树脂的最大弱点, 因此对它进行增韧是一个活跃的研究领域。人们曾尝试过采用聚硫橡胶、丁腈橡 胶、氯丁橡胶、尼龙等来改性环氧树脂。以端羧基丁腈橡胶对环氧树脂进行增韧的研究最多, 增韧效果也较好, 并且 在工业上已得到广泛应用[1, 2]。 聚氨酯是一类性能优良的高分子材料, 尤其是具有高弹性和高粘接性的优点, 因此 在许多领域得到了广泛的应用。但用它对环氧树脂进行增韧改性的研究报道还不多见。本文采用端异氰酸酯基聚 氨酯预聚体与双酚 A 型环氧树脂 E244 共聚复合, 研究不同分子量以及不同用量聚氨酯对复合体系粘接性能的影 响, 并从微观上探索了产生这些规律的原因。 本文研制的产品经工厂试用效果良好, 证明在制鞋、汽车等行业有很 好的应用前景。
化学与粘合 1997 年第 2 期
表 4 改性环氧树脂浇铸体的力学性能
聚氨酯 聚氨酯用量 分子量 (ph r)
0
2280
10
20
30
40
50
1850
30
பைடு நூலகம்
3860
30
冲击强度 (kJ m 2)
314 610 1217 1513 1213 1115 610 516
弯曲强度 (M Pa)
4715 5519 6015 7910 5111 4617 5911 4916
低分子聚酰 胺 水杨酸
聚硫醇 DM P—30
1218 519
1614 810
2517 818
4013 1413
度提高达 60% 左右。 312 改性粘合剂浇铸体的力学性能
将聚氨酯不同分子量及用量下浇铸体的力学性能
注: 固化条件为室温 48h r
数据列于表 4。
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聚氨酯用量 (p h r)
10 20 30 40 50
1850 4118 4714 5516 4911 4517
聚氨酯分子量
2280 2720 3860 4416 4015 4216 5016 5317 3915 6212 5118 4716 5112 5016 5419 5112 4118 5411
3 结果与讨论
311 改性粘合剂的剪切强度和不均匀扯离强度
31111 不同分子量及用量聚氨酯预聚体对粘接试样剪切强度和不均匀扯离强度的影响
粘合剂配方如下: E244 100p h r; 聚氨酯预聚体 0～ 50p h r; 二氰二胺 8p h r; 气相法 SiO 2 6p h r。 固化条件: 160℃下固化 3 小时。
1850 2213 2715 2619 2511 2211
聚氨酯分子量
2280 2720 3860 2613 2212 2113 2810 2611 2010 2819 2516 2116 2415 2415 2514 2216 2216 2111
5920 2217 2016 1915 2014 1710
Guo Xuhong (D ep a rtm en t of P olym er M a teria ls, S ichuan U n ion U n iversity , C heng d u 610065) Abstract: by the reaction of - N CD in po lyu rethane w ith - O H in b isp heno l A epoxy (E244) , a po lyu rethane m od ifying epoxy adhesive w as p rep ared w ith excellen t toughness, adherence and m echan ical p rop erties than tho se of unm od ified epoxy adhesive . W hen the m o lecu lar w eigh t of po lyu rethane is 2280 and its am oun t is 30p h r, there app ears the best p rop erties at w h ich the shear streng th, uneven tear streng th, im p act streng th, bend streng th and ten sile streng th increased by facto rs of 39%. 36% , 70% , 140% and 350% resp ex tively. D TA cu rves show that the m od ification doesn’t decrease the p aralytic tem p eratu re of epoxy. By com p arison of SEM p ho tog rap h s of im p acted sam p le’s b roken faces, it is p roved p relim inarily that su itab le p hase sep aration is the cau se of ex2 cellen t p rop erties of the m od ified adhesive.
聚氨酯分子量不同及用量不同, 直接影响了粘接强度, 影响结果见表 1 和表 2。
表 1 聚氨酯分子量及用量不同时粘接
表 2 聚氨酯分子量及用量不同时粘接试样的