改性剂对水性聚氨酯粘结强度的影响

发布时间:2020-7-23

为了降低成本,改善WPU的粘结强度。人们常常使用物理方法和化学共聚改性方法。共混改性是将WPU与其他水性树脂进行物理共混来获得其功能化产品。共聚改性指的是物质或材料之间发生化学反应,使得分子链或者物质结构发生变化,其性能也得以改变。市场上经常使用的改性剂有几大类,如下。
(1)用有机硅改性
含有硅,分子结构即有有机结构特征,又有无机结构特征的一类高分子化合物就是有机硅化合物。有机硅具备很多独特地优良性能,比如优良的生物相容性,低表能,低温下具有较好的柔顺性,还可以作为偶联剂,其作用机理是:有机硅偶联剂分子含有烷氧基团,发生水解作用与无机界面键合;分子的另一部分含有活性基团,可以结合粘结剂。这样,有机硅偶联剂就将基板与胶粘剂相连接,粘结界面存在很强的化学键,从而提高了粘结层的粘结强度。因此,在WPU中添加有机硅偶联剂,基材的表面性能得以改善,水性聚氨酯的粘结强度增加。扩大了水性聚氨酯的适用范围。
选用共聚改性的方法,用丙烯酸丁酯和硅烷偶联剂改性水性聚氨酯分散 体。研究表明,测试水性聚氨酯的T型剥离强度,其剥离试样粘结面均破坏,PUC薄片的剥离强度随着硅烷偶联剂质量分数的增大而迅速提高,偶联剂用量增加至8%,T型剥离强度取得峰值,是0.7N/cm一 1。用KH550做为改性剂,TDI当做硬链段,PBA-2000看做软链段,扩链剂选用DEG,采用预聚法,制备WPU。研究表明,增加KH-550可以提高交联度和复合膜的黏结强度。等采用聚二甲基硅氧烷与不同软段的WPU共混,临界表面张力稍微降低,与尼龙纤维的接触角变小。其中聚二甲基硅氧烷与聚酯型WPU共混,接触角的减小程度远远大于与聚醚类共混。这是因为尼龙表面具有疏水性,当与PDMS共混后,PDMS移向膜表面,使得表面容易润湿,增强了与尼龙的粘结强度。把PDMS与聚酯聚醚类软段(PEO ,PHMO,PTMO,PSCD)共聚研究表明聚二甲基硅氧(PDMS/聚乙烯(PHMO)与软段共聚比没有共聚的WPU的拉伸强度高。此外,将PDMS接入水性聚氨酯的软链段中,达到高聚物分子软链段引入硅元素,WPU初粘力得以提高。
(2)用环氧树脂改性
环氧树脂(EP)的特征是含有环氧基团,极性非常强,且不容易水解,高温易降解。水性聚氨酯改性的环氧树脂可以结合两者的优势,提高粘接强度以及耐水和耐溶剂性。再次,环氧树脂属于多轻基化合物,能将分支点引入到水性聚氨酯的主链中,形成了网络结构,获得更好的性能。
用环氧树脂(E-44)改性芳香族WPU。实验中得出,环氧树脂的用量对其性能有较大的影响。在一定界线内,增加了环氧树脂质量分数,水性聚氨 酯的胶膜的拉伸强度缓慢增加;环氧树脂质量分数快速增加时,水性聚氨酯的拉伸强度也增加较快。且EP=4%时,综合性能较好。使用环氧树脂(E-51) 后扩链改性阴离子型WPU,并进行了性能测试,改性后,胶膜由未改性的16. 8MPa增加到32MPa。这可能是因为,EP-51是多官能团化合物,反应时,与乙二胺形成交联,成网状结构,增大其拉伸强度。

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