聚氨酯胶粘剂的制作

在高透明材料复合中，基材之间的粘结是制备这类复合材 料的关键，不仅要求粘结剂具有优良的光学透明性，同时要求抗剥离强度高，具有耐黄变及耐紫外线性能，因此技术要求较 高，国内在这方面的研究相对较少[1]。聚氨酯胶粘剂是一类用途广泛、性能优良的胶粘剂。近年来基于产业政策的导向及对 环境保护的要求，水性聚氨酯因具有不燃、无毒、无污染以及好的粘合性、成膜性、机械性能优良等优点越来越为人们所重 视，水性聚氨酯的研究与开发已成为当今聚氨酯领域的重要研究方向，其应用也越来越广泛[2-4]。但要求其具有高透明光学 性的同时有高的粘接强度是水性聚氨酯胶粘剂的难点，固含量低、稳定性差与交联剂的混合性差等问题也是困扰水性聚氨酯 应用的问题[5]。文章合成了合适的多元醇，对影响水性聚氨酯光学透明性、稳定性、力学性能等的有关因素进行了研究，以期通过改进工艺和配方，获得高性能水性聚氨酯胶粘剂。

1 实验部分

1.1 主要原料

聚己二酸丁二醇酯(PBA，Mn:2000)，东莞宏德化工有限公司；聚四氢呋喃二元醇(PTMG，Mn:2000)、聚己内酯(PCL， Mn:2000)，广州和氏璧化工材料有限公司；对甲苯磺酸：分析纯，上海元吉化工有限公司；二丁基二月桂酸锡(DBTDL)：化 学纯，天津百世化工有限公司；六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、 甲 苯 -2,4- 二 异 氰 酸 酯 (2,4-TDl) 、 多 异 氰 酸 酯 固 化 剂 Bayhydur(VPLS2319)：工业级，拜耳公司；三羟甲基丙烷 (TMP)，化学纯，上海试剂一厂；二羟甲基丙酸(DMPA)：工业级，浙江衢州明锋化工厂；乙二胺(EDA)：分析纯，天津市广成化学试剂有限公司； N-甲基吡咯烷酮(NMP)：分析纯，濮阳市迈奇精细化工有限公司；三乙胺(TEA)、丙酮，广州化 学试剂厂；芳香族聚酯二元醇(PAD)：自制。

1.2 芳香族聚酯二元醇的制备

将二元酸和二元醇按计量准确加入烧瓶中加热升温并通 N2 气保护，在温度至 170～230 ℃脱水酯化，控制出水的速度、 温度及反应时间，等到设定酸值、羟值。然后抽真空，以得到 设定分子量的聚酯二元醇。

1.3 水性聚氨酯乳液的制备

在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计、氮气进出口的 500 mL 四口烧瓶中，加人聚酯二元醇，于 90～120 ℃下除水 30 min，降温至 80 ℃左右加入 DMPA、TMP 、NMP、TD 和 HDI，滴加催化剂 DBDTL，在氮气保护下，于 80～90 ℃ 反应至-NCO 含量达理论值，得到预聚体。降温至 60 ℃后加 入适量的丙酮和 TEA 中和成盐。将所得预聚物在高速剪切下分散到去离子水中进行乳化，然后加人 EDA 扩链，最后减压 蒸出丙酮得到阴离子水性聚氨酯分散液。

1.4 分析与测试

1.4.1 固含量的测定

取干燥好的表面皿称重，然后称取 2～3 g 聚氨酯乳液平 铺于表面皿中，放入烘箱中 115 ℃干燥 2 h，取出冷却至室温 称重。计算公式：固含量(%)＝W1/W2×100 %，式中，W1为干 燥后胶膜的质量，W2为称取的乳液质量。

1.4.2 复合薄膜的制备及 T 型剥离强度测试

把制得乳液均匀涂于经电晕处理的塑料薄膜表面，粘接基 材为 PET/PET，放在 60 ℃烘箱里烘干，然后贴合，加 0.1 MPa 的压力，制得复合薄膜。将所得的复合薄膜裁剪成200mm×25mm 的试样，根据国标 GB/T 2791～1995 用 TY8000 系列电子式万 能材料拉力机测试 T 型剥离强度。

1.4.3 试样制备

胶粘剂试样：在 2 mm 厚的平板模中，涂上脱模剂，将乳 液浇注在平板模中， 60 ℃固化 12 h 后脱模，放置 7 d 备用。

1.4.4 胶膜硬度测试

根据 GB531-76 橡胶邵尔 A 型硬度试验方法测试。

1.4.5 光学透明性测试

用 UV-7500 型紫外-可见分光光度计测量试样的透光率。

1.4.6 吸水率测定