混合比例對聚氨酯粘接膠性能的影響

卜濤 張勇 劉亞瓊 龔洪洋 王華南 張光濤

摘要：混合比例對雙組份聚氨酯粘接膠性能的影響。文章主要探究了雙組分聚氨酯粘接膠A、B組分不同的混合比例對其性能的影響。雙組分打膠機在自動打膠時A、B組分的混合比例會出現(xiàn)波動，影響雙組分聚氨酯膠的適用期及固化后的力學(xué)性能，通過檢測其不同比例下的力學(xué)強度可以確定雙組分打膠機合適的比例波動范圍，使其能夠滿足廠家的使用要求。

關(guān)鍵詞：聚氨酯;混合比例;雙組分;力學(xué)強度

中圖分類號：TQ3238文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）05-0025-02

雙組分聚氨酯粘接膠通常由A組分和B組分組成，而且將兩個組分分開包裝。A為含NCO基的聚氨酯預(yù)聚體、含NCO基低相對分子質(zhì)量的組分，B為含羥基低聚物、低相對分子質(zhì)量多元醇或多元胺的組分，按其反應(yīng)條件分為室溫固化和熱固化型兩類。室溫固化型雙組分聚氨酯膠黏劑特點為常溫下A、B組分按規(guī)定配比，混合均勻即可快速固化，性能和固化速率均可調(diào)，并且其粘接強度高，可以滿足結(jié)構(gòu)膠的使用要求。目前雙組分聚氨酯膠黏劑包裝形式為A、B雙管（適用于膠槍打膠）或A、B大桶包裝（適用于自動打膠機）。打膠的優(yōu)點是可以連續(xù)作業(yè)，施工效率高。但會存在A、B組分混合比例出現(xiàn)波動，會對膠黏劑的適用期及固化后的力學(xué)性能產(chǎn)生影響。

1實驗

1.1膠樣制備

按配方量分別將聚氨酯膠黏劑A組分，B組分制備好后密封保存，其中，A組分為含NCO基的聚氨酯預(yù)聚體及填料混合物;B組分為含低相對分子質(zhì)量多元醇及填料混合物。

1.2實驗儀器

雙行星攪拌釜，四川永通機械設(shè)備有限公司;電子萬能試驗機，深圳新三思材料檢測有限公司;邵A硬度計

1.3試樣制備

將制備好的膠黏劑A、B組分按以下體積比進行混合

1.4性能測定

主要進行以下幾個實驗項目的測定：

適用期

試件在（23±2）℃：，相對濕度（50±5）%的恒溫恒濕條件下養(yǎng)護，按照GB/T13477.3進行，按B法測定其適用期

剪切粘接性能

使用電子萬能試驗機，按GB/T7124-2008膠粘劑拉伸剪切強度的測定方法測定。

試件在（23±2）℃，相對濕度（50±5）%的恒溫恒濕條件下養(yǎng)護。養(yǎng)護時間為5h、24h、3d、7d。

啞鈴拉伸性能

使用電子萬能試驗機，按GB/T528-2008膠粘劑啞鈴拉伸性能測定方法測定

試件在（23±2）℃，相對濕度（50±5）%的恒溫恒濕條件下養(yǎng)護。養(yǎng)護時間為7d。

硬度

使用邵A硬度計，按照GB/T531.1-2008標準硬度測定方法測定

試件在（23±2）℃，相對濕度（50±5）%的恒溫恒濕條件下養(yǎng)護。養(yǎng)護時間為7d。

2結(jié)果與討論

依照上述標準，對各項性能檢測結(jié)果如下：

2.1對適用期的影響

由上表可以看出，隨著體積比的增大，適用期呈現(xiàn)上升趨勢。分析原因為隨著體積比增大，B組分中的羥基含量越來越少，初期與A組分中的NCO基反應(yīng)的羥基濃度小，故初期交聯(lián)固化反應(yīng)速度呈下降趨勢。

由上表可以看出，隨著體積比的增加，初期體積比小的試樣剪切強度大，原因是初期體積比小的試樣可供A組分NCO基反應(yīng)的羥基濃度大，固化交聯(lián)速度快。但隨著體積比的增大，后期剪切強度呈現(xiàn)增大趨勢，原因為隨著體系R值（_NCO/_OH）不斷增大，硬段含量增加，分子間氫鍵數(shù)量增多，體系交聯(lián)度提高，并且當(dāng)異氰酸酯基團過量時，后期能夠與潮氣產(chǎn)生脲基甲酸酯，提高了膠層的內(nèi)聚強度，故隨著反應(yīng)時間的增加，膠的后期剪切強度呈現(xiàn)增大趨勢。

由下表可以看出

隨著體積比的增大.拉伸強度和硬度逐漸增大，伸長率逐漸減小。分析原因為隨著體積比的增大，體系R值逐漸增大，出現(xiàn)更多的脲基甲酸酯，形成更強的氫鍵作用，故拉伸強度和硬度逐漸增大;但氫鍵作用力增強會阻礙分子間的運動，故伸長率逐漸縮短。

3結(jié)論

混合比例的波動會影響雙組份聚氨酯粘接膠的適用期和力學(xué)強度，隨著體積比的增大，適用期逐漸縮短，初期剪切強度減小，最終剪切強度增大，拉伸強度、硬度增大，伸長率減小。綜合數(shù)據(jù)，混合比例小于9/1時，適用期過短，最終強度和硬度過小，比例大于11/1時，適用期過長，初期強度偏小，故應(yīng)控制打膠機體積波動比例在9/1到11/1之間，及波動幅度小于10%，膠性能最優(yōu)。