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环氧树脂-聚氨酯纳米SiO2醇溶性胶粘剂研究

2019-02-18 18:47:15

  慧聪涂料原料网讯:以丙酸为环氧树脂(EP)的开环起始剂制备改性EP,以硅烷偶联剂(KH-550)为纳米二氧化硅(nano-SiO2)粒子的表面处理剂,采用原位聚合法制备疏水性nano-SiO2;然后用改性nano-SiO2和改性EP对聚氨酯(PU)进行复合改性,制备EP-PU/nano-SiO2醇溶性胶粘剂。研究结果表明:当w(EP)=8%、w(nano-SiO2)=2%时,体系中环氧基团全部开环,EP-PU/nano-SiO2醇溶性胶粘剂的综合性能相对最好,并且胶膜的耐热性较佳。

  章芬成,杨建军,吴庆云,张建安,吴明元(安徽大学化学化工学院,安徽省绿色高分子材料重点实验室,安徽合肥230039)

  目前,聚氨酯(PU)胶粘剂领域中主要包括溶剂型胶粘剂、水性胶粘剂和无溶剂型胶粘剂三大类[1-3]。国内复合包装材料中普遍使用酯溶性PU胶粘剂(以醋酸乙酯为溶剂),但酯溶性PU胶粘剂具有一定的毒性和强烈的刺激性。水性聚氨酯(WPU)乳液环保性佳,但其体系中或多或少含有-NCO基团和剧毒的游离异氰酸酯单体,并且溶剂水的挥发速率较慢(影响生产效率),在塑料、铝箔等材料上使用时适应性相对较差。无溶剂型热熔胶的设备投资成本过大,近期难以推广应用。因此,随着市场对软包装原材料安全性能要求的不断提高,醇溶性PU胶粘剂日益受到人们的关注。

  环氧树脂(EP)具有稳定性大、粘接力强、收缩率低、力学性能和模量高等特点,已广泛应用于涂料、胶粘剂和复合材料等领域中[4-6];然而,EP中环氧基团在活性基团存在下易开环聚合,导致体系不稳定。

  本研究以丙酸为EP的开环起始剂、硅烷偶联剂(KH-550)为纳米二氧化硅(nano-SiO2)的表面改性剂,采用原位聚合法制备疏水性nano-SiO2粒子;然后将上述EP和nano-SiO2粒子在机械搅拌和超声波作用下均匀分散在PU溶液中,有望获得强度高、附着力大、吸水率低、热稳定性好、耐酸碱腐蚀性佳和无毒环保的EP-PU/nano-SiO2醇溶性胶粘剂。

  聚醚二元醇(N-210),工业级[相对分子质量(Mr)为1000],南京金陵石化二厂;甲苯二异氰酸酯(TDI),工业级,烟台万华聚氨酯公司;二羟甲基丙酸(DMPA)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、三乙胺(TEA),分析纯,上海金山亭新化工试剂厂;环氧树脂(EP),工业级(牌号E-44),武汉欣永青化工有限公司;

  γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550),分析纯,南京能德化工有限公司;纳米SiO2(nano-SiO2),工业级(平均粒径30nm),合肥开尔纳米有限公司;1,4-丁二醇(BDO)、辛酸亚锡(T-9)、丙酸、乙醇、氨水、丙酮,工业级,市售;蒸馏水,自制。聚酯(PET)膜,市售。

  NEXUS-870型全反射红外光谱仪,美国Nicolet公司;UTM6000型系列电子万能试验机,深圳新三思材料检测有限公司;PyrisI型热重分析仪,铂金埃尔默(上海PE)有限公司;NJ-90型旋转黏度计,上海密通机电科技有限公司;S-4800型扫描电镜,日本日立公司;KQ-300DE型超声波清洗仪,昆山市超声仪器有限公司。

  N-210,使用前在120℃条件下线h;DMPA,使用前真空干燥处理;BDO、丙酮,使用前用5魡(1魡=0.1nm)分子筛干燥7d以上。

  在干燥N2保护下,将过量的丙酸和EP加入到三口烧瓶中混合均匀,升温至100℃,反应6h;抽滤多余丙酸,冷却后用丙酮溶剂处理,得到丙酸开环EP。

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作者:缅甸小勐拉 分类:www.1992019.com资讯 浏览:59 评论:0