填料对聚氨酯胶粘剂的影响

张勇 卜涛 陆瑜种 陈淼 吕亚真 李瑶

摘要：以自制的聚氨酯预聚体为主体，辅以增塑剂、除水剂、催化剂，研究了高岭土、碳酸钙以及气相二氧化硅对聚氨酯胶粘剂的影响。结果表明，4000目的高岭土较6000目高岭土有利于聚氨酯的挤出性能，碳酸钙1号对聚氨酯胶粘剂的挤出性能有利，过多的气相二氧化硅不利于聚氨酯胶粘剂的粘接。

关键词：聚氨酯胶粘剂;高岭土;碳酸钙;气相二氧化硅

中图分类号：TQ050.4⁺5文献标志码：A 文章编号：1001-5922（2019）00-0133-03

聚氨酯胶粘剂是一种由聚醚多元醇作为软段，以异氰酸酯作为硬段反应制备的聚合物。其分子链中所含有的极性官能团以及活性官能团基材表面可以形成化学键或者氢键，从而形成良好的粘接。聚氨酯胶粘剂因为其分子链具有特殊的可调节结构，并且拥有优异的耐磨、耐疲劳、耐低温等性能，被广泛应用于汽车、电器、合成板材、航天航空等民用生活及军工领域，本文讨论了不同种类及用量的粉料对聚氨酯胶粘剂性能的影响。

1实验部分

1.1主要原料

聚氨酯预聚体（Y1），实验室自制;除水剂，市售;高岭土l号，4000目，市售;高岭土2号，6000目，市售;碳酸钙l号，市售;碳酸钙2号，市售;邻苯二甲酸二辛酯（DOP），市售;二月桂酸二丁基锡（催化剂），市售。

1.2仪器设备

双行星搅拌釜：XXJ-2L，无锡锦路科技有限公司;万能力学拉力机：自制;电子天平：ME-4002E，梅特勒-托利多国际有限公司;压流挤出仪：PM-4300-30-N梅特勒-托利多国际有限公司。

1.3胶粘剂的制备

将预聚体、脱水剂、增塑剂一起加入搅拌釜中，开真空至-0.095MPa搅拌5min，加入粉料，继续搅拌5min，开釜清干粉，再开真空至-0.095MPa搅拌50min，加入催化剂，开真空至-0.095MPa搅拌15min，最后装入铝管内检测。

1.4性能测试

本实验所制备样品，全部进行表干、固化速度、剪切强度、拉伸强度、断裂伸长率、压流挤出等项目检验，其中表干、固化速度、剪切强度、拉伸强度、断裂伸长率均按照HG/T-4363-2012《汽车车窗玻璃用单组份聚氨酯胶粘剂》测试，压流挤出按照某汽车厂要求测试。

2结果与讨论

2.1不同高岭土目数对聚氨酯胶粘剂性能的影响

聚氨酯胶粘剂配方1如表1所示

其性能如下表2所示

如表2所示，加入高岭土2号后其固化相对较快，拉伸强度、剪切强度较高，断裂伸长率及压流挤出较小，这可能是由于高岭土2号的目数较大，比表面积较大，表面可吸附的增塑剂量较多，导致在胶体中游离的增塑剂等液体相对较少所致。

如表4所示，加入碳酸钙1号相对于碳酸钙2号的固化速度慢，剪切强度、拉伸强度以及断裂生长率相对较小，这可能是因为碳酸钙1号用硬脂酸进行了包覆，表面含有较多的弱酸性物质，而弱酸性物质不利于异氰酸酯的交联固化所致，碳酸钙1号对聚氨酯胶粘剂的压流挤出性能较好，这可能一方面是由于碳酸钙1号表面所含的硬脂酸有利于异氰酸酯的储存，另一方面是由于硬脂酸在包覆碳酸钙的过程中，生成了硬脂酸钙，而硬脂酸钙有润滑剂的作用。

2.3不同气相二氧化硅用量对聚氨酯性能的影响

聚氨酯胶粘剂配方3如表5所示。

如表6所示，随着气相二氧化硅用量的增多，其表干时间增加，固化速率降低，这可能是由于气相二氧化硅表面曾弱酸性所致;而粘接形式随着二氧化硅用量的增加而变差（由表中剪切强度数据及图1所示），这可能是由于气相二氧化硅相对较轻，导致加入后胶体的密度较小，异氰酸酯基团的密度减小，与基材表面的反应形成的化学键较少所致;而随着二氧化硅用量的增多拉伸强度以及断裂伸长率逐渐增加，这说明氣相二氧化硅对胶体有较好的补强作用，可以用橡胶大分子滑动学说解释;胶体的压流挤出随着二氧化硅用量的增多而降低，这主要是随着粉料用量的增加，粉料的吸油量增加，导致胶体中含有的游离增塑剂等物质减少所致。

3结论

3.16000目高岭土较4000目高岭土有利于聚氨酯胶粘剂的强度及固化速度，而对其压流挤出性能不利;

3.2碳酸钙1号对聚氨酯胶粘剂的挤出性能有利：

3.3气相二氧化硅对聚氨酯的强度有利，而对其固化速度、粘接性能以及压流挤出性能不利。