【硕士】抗黄变热塑性聚氨酯胶粘剂的制备与性能研究

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内容简介

　　【硕士】抗黄变热塑性聚氨酯胶粘剂的制备与性能研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：河南科技大学　　学位年度：2010　　 聚氨酯胶粘剂优异的机械性能、良好的附着力和耐低温特性，使其在许多领域有着广泛的应用。但芳香族聚氨酯胶粘剂在长时间光照后会发生老化、降解，使得粘接强度下降、粘接层颜色泛黄，影响其使用效果。为提高聚氨酯胶粘剂的抗老化特性，除选择不含芳香环结构的原料外，在聚氨酯胶粘剂合成中加入抗老化剂，在不增加胶粘剂成本的基础上提高其抗老化特性。为此，研究了各种抗老化剂对胶粘剂制备工艺及性能的影响，在此基础上又探讨了无毒催化剂月桂酸铋在聚氨酯胶粘剂合成中的催化特性。　　 本文以聚己二酸丁二醇酯（PBA）、1,4-丁二醇（BDO）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为主要原料，加入紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、抗氧剂等抗老化剂，采用一步法合成聚氨酯胶粘剂。实验首先探讨了PBA 分子量、BDO 添加量、R 值（-NCO/-OH 摩尔比）、反应温度、后熟化等因素对胶粘剂性能的影响，在此基础上系统研究了抗老化剂种类、用量、不同种类间的协同效应对胶粘剂强度及抗老化特性的影响。结果发现：当反应体系中PBA 分子量为3000、BDO/PBA（摩尔比）为0.40、R 值在0.99~1.00 时，在90~95℃下反应4min，出料后于120~130℃温度下后熟化5.5h，可得到高质量聚氨酯胶粘剂；作为抗老化剂，紫外线吸收剂UV-329、受阻胺光稳定剂UV-622、抗氧剂1010 单独使用时对提高聚氨酯胶粘剂抗老化性有所增加，在聚氨酯胶粘剂合成中按比例加入上述三种抗老化剂，利用三者间的协同效应可大幅度提高聚氨酯胶粘剂抗老化特性，组合抗老化剂最佳总添加量为聚酯质量的1.7%，且UV-329/UV-622/1010（质量比）为3:3:2。表现在，添加组合抗老化剂TPU 胶粘剂性能虽较未添加组合抗老化剂TPU 胶粘剂性能有少许下降，但经紫外光照射150h 后未添加组合抗老化剂TPU 胶粘剂性能下降明显，拉伸强度下降44%，断裂伸长率下降66%，终粘剥离强度下降25%。而添加组合抗老化剂后，TPU 胶粘剂抗老化性能明显提高，拉伸强度仅下降10%，断裂伸长率仅下降26%，终粘剥离强度仅下降9.5%。此外，添加组合抗老化剂TPU 胶粘剂在紫外光照射8h 后黄变等级达4.1 级。　　 为克服聚氨酯胶粘剂工业生产中因使用有毒催化剂二月桂酸二丁基锡对食品、医药等应用领域的危害，本文又探讨了无毒催化剂月桂酸铋的合成及其在聚氨酯胶粘剂合成中的催化特性。在90~95℃下，月桂酸经皂化合成月桂酸钠，月桂酸钠再与硝酸铋经复分解反应，纯化后制得月桂酸铋。加入0.04%月桂酸铋，可使一步法合成聚氨酯胶粘剂的反应时间由4min 降至2min，表明月桂酸铋具有明显的催化特性，并在一定程度上提高TPU 胶粘剂的性能。　　

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