一种聚氨酯底涂剂的制备
2022-01-14程忠平徐兴敏莫耀南
程忠平 ， 徐兴敏 ， 莫耀南* ， 代 培
(1.河南科技大学 法医学院 ， 河南 洛阳 471000 ； 2.辐射新材料北京市重点实验室 ， 北京市射线应用研究中心 , 北京 100015)
由于聚氨酯本身具有强度高、弹性好的特点，进入21世纪，聚氨酯胶黏剂已被广泛应用于汽车等领域，尤其是汽车挡风玻璃密封胶，目前绝大多数都是使用聚氨酯胶黏剂[1-3]。由于聚氨酯密封胶自身与含有较高活泼氢的表面黏结较好，与玻璃的黏结较差。因此，为了汽车在行驶过程中挡风玻璃有较好的黏结，一般情况下是在玻璃与胶黏剂中间涂一层底涂剂，满足聚氨酯胶黏剂与玻璃等基材的黏结，制备一种底涂剂已经是一个很必要的课题，目前也有很多相关的报道[4-9]。本文介绍了一种聚氨酯底涂剂的制备方法，以及物质用量对其性能的影响。
1 实验部分
1.1 主要原料
成膜物质，市售；HDI缩二脲，万华化学，N100；石脑油，市售；黏结助剂，实验室自制；聚氨酯胶黏剂，市售。
1.2 仪器设备
四口烧瓶，1 L；多功能搅拌机，自制；万能力学拉力机，自制；电子天平，JY2002上海仪天科学仪器有限公司。
1.3 底涂剂的制备
将成膜物质与溶剂加入四口烧瓶中搅拌溶解、再将HDI缩二脲与黏结促进剂一起加入成膜物质溶液中，搅拌均匀。
1.4 性能测试标准
剪切强度：HG/T—4363—2012《汽车车窗玻璃用单组分聚氨酯胶黏剂》；表干及破坏形式按照客户要求测试。
2 结果与讨论
2.1 黏结助剂用量对底涂剂性能的影响
成膜物质10 g，HDI缩二脲4 g，石脑油10 g。调节黏结助剂用量分别为0、2、4、6 g，考察其对底涂剂性能的影响，结果见表1。
表1 不同黏结助剂用量测试结果
由表1可知，随着黏结助剂用量的增加，表干速度有所加快，这可能是因为随着黏结助剂用量的增加，底漆里的固含量增加，溶剂相对减少所致。随着黏结助剂用量的增加，破坏形式逐渐由界面破坏转变为聚合物破坏，这是由于黏结助剂中含有大量的硅氧烷结构，而硅氧烷结构又可以与玻璃表面形成优良的黏结。当黏结助剂增加到一定量之后，剪切强度会略微有所下降，这可能是由于黏结助剂可以释放甲醇等物质，能够阻碍聚氨酯的交联固化。
2.2 HDI缩二脲用量对底涂剂性能的影响
选取成膜物质10 g，石脑油10 g，黏结助剂4 g，分别加入HDI缩二脲用量0、2、4、6 g，考察缩二脲用量对底涂剂性能的影响，结果见表2。
表2 不同HDI缩二脲用量测试结果
由表2可知，随着HDI缩二脲用量的增加，底涂剂的表干速率有所减慢，这主要是由于HDI缩二脲含有大量的异氰酸酯基，需要一定的时间反应交联；随着HDI缩二脲用量的增加底漆与胶之间的黏结会变好，这是由于HDI缩二脲中含有的异氰酸酯基在反应过程中可以形成氨基，能与聚氨酯胶黏剂反应，形成良好的连接。
2.3 成膜物质加入量对底涂剂性能的影响
加入HDI缩二脲4 g，石脑油10 g，黏结助剂4 g，考察成膜物质加入量对底涂剂性能的影响，结果见表3。
表3 不同成膜物质加入量测试结果
由表3可知，随着成膜物质用量的增加，其表干时间快速减少，这是由于成膜物质本体为固体，当底涂剂中溶剂挥发完后，成膜物质变为原本的固体形态所致；随着成膜物质的增加，剪切强度与破坏形式均较好，说明成膜物质本身对黏结效果影响不大。
3 结论
当黏结促进剂用量为整体固含量的2/9时效果较好；较多的HDI缩二脲对表干不利；成膜物质主要影响表干时间，对黏结效果影响不大。
