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文獻標志碼：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制備的聚合物。其分子鏈中所含有的極性官能團以及活性官能團基材表面可以形成化學鍵或者氫鍵，從而形成良好的粘接。聚氨酯膠粘劑因為其分子鏈具有特殊的可調節結構，并且擁有優異的耐磨、耐疲勞、耐低溫等性能，被廣泛應用于汽車、電器、合成板材、航天航空等民用生活及軍工領域，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實驗部分

1.1主要原料

聚氨酯預聚體（Y1），實驗室自制;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儀器設備

雙行星攪拌釜：XXJ-2L，無錫錦路科技有限公司;萬能力學拉力機：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，最后裝入鋁管內檢測。

1.4性能測試

本實驗所制備樣品，全部進行表干、固化速度、剪切強度、拉伸強度、斷裂伸長率、壓流擠出等項目檢驗，其中表干、固化速度、剪切強度、拉伸強度、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結果與討論

2.1不同高嶺土目數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，拉伸強度、剪切強度較高，斷裂伸長率及壓流擠出較小，這可能是由于高嶺土2號的目數較大，比表面積較大，表面可吸附的增塑劑量較多，導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，剪切強度、拉伸強度以及斷裂生長率相對較小，這可能是因為碳酸鈣1號用硬脂酸進行了包覆，表面含有較多的弱酸性物質，而弱酸性物質不利于異氰酸酯的交聯固化所致，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（由表中剪切強度數據及圖1所示），這可能是由于氣相二氧化硅相對較輕，導致加入后膠體的密度較小，異氰酸酯基團的密度減小，與基材表面的反應形成的化學鍵較少所致;而隨著二氧化硅用量的增多拉伸強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強作用，可以用橡膠大分子滑動學說解釋;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，導致膠體中含有的游離增塑劑等物質減少所致。

3結論

3.16000目高嶺土較4000目高嶺土有利于聚氨酯膠粘劑的強度及固化速度，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度有利，而對其固化速度、粘接性能以及壓流擠出性能不利。