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CHINA ADHESIVES
Yal. IL No. 3
无溶剂弹性安全地砖胶粘剂研制
许晨,李爱民,庄锦树
福建师范大学高分子研究所,福建省福州350007
摘要:采用聚多元醇、聚多元醇和甲苯二异氯酸TI),苯基甲烷一异酸雨MD合尢溶剤弹性安全地砖胶
剂,酐究丁原材料配北及答种助剂对恋粘剂粘接强度的影。
芙词:聚氨酯;橡胶安全地砖;无溶翔胶粘剂
中图分类号:T3,432文献标识码:A文章编号:1004-2849(200)D3-004-D3
90~120℃进行聚合,当反应体系的粘度达到要求范
前吉
固后立降温至60℃,再加入各种助剂,搅拌均匀
随着汽车工业的高速发展,在给予人类生产和出料。
生活极大便利的同时、它的废弃物一废轮胎也给人1.3粘度测定
类生活空间造成严重污染:据统计;美国每年废轮
按CB/2794-95胶粘剂粘度测定方法测定
胎总量达2.4-2.8亿条,1993年我国废橡胶量为1.4拉伸强度測定
88万吨?。大量废橡胶和废轮胎的堆积,不仅造成
按CB528~82测定
积水體,擥生蚊蝇、引发疾病。并且易于发生火
灾,危及生命财产安全,严重污染大气2。废旧轮胎
结果与讨论
的再利用在发达国家已经有完整的法令法拠,我国2.1主原料的选择
近年来也十分重视废旧橡胶的再利用。生产橡胶安
聚氨酯胶粘剂由多元醇化合物和异氰酸啪化合
全地砖就是度旧橡胶再利用方法之ー。经破碎的废物反应而成。可选择的多元醇化合物有聚融多元
轮胎橡胶用胶剂粘接压制成地砖,用于运动场、醇、聚酯多元醇以及小分子多元醇:异氧酸酯化合物
道路、公共场所等地板的覆面,防湿、防滑、有弹性、有甲苯二异穎酸(TD1)、二苯基甲烷二异氯酸酯
安企耐、整洁于浄。是废旧橡胶高值化应用的有(MDI)、2,6-二昇氯酸酯甲墓己酸酯(DL)等等.原
途径2。研制橡胶安全地砖胶粘剂配合废旧轮胎材料种类不同、分子量及分子量分布不同均对胶粘
的再利用,不仅节约资源也可减少环境污染,具有重剂的粘接强度有影响。原料的多样性增加了媂选工
大的经济效益和社会效益
作的难度,但是也为令成满足使用要求的胶粘剂提
材料与方法
供更充分的选择空间。从胶安全地砖对胶剂性
能的要求和经济可行因素考虑,我们仅对通用易得
1.1原料
价格适宜的原料进行筛选。
聚睦多元醇和聚酯多元醇(上海高桥化工厂
2.1.1聚醚多元醇和聚酯多元醇
甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯
采用平均分子量相同的聚醚多元醇、聚酯多元
MDI(懐国拜耳公司)、交联剂、稳定剂、阻燃剂、催醇、聚醚多元醇与聚酯多元醇1:1的混合物分别同
化剂、降粘剂均为工业级
计量的甲苯二异氰酸酯在相同的条件下进行聚合反
I.2胶粘剂合成
应,制得聚醚型,聚酯型和混合型的聚氨酩胶粘剂。
在三颈烧瓶中加人定蜇的醚多元醇或聚酯多粘度测定结果分别为聚醚型;18200mPa.s:混合型
元醇,边揽拌边加热,至80℃时加入计量的催化,25600nPa,S:而聚酯型的粘度在室温下无法用旋转
谠拌均匀后,加入计量的TI或MDI并将温度升至粘度计测定。所合成的三种聚氨酯胶粘剂分别与色
收期.300-04-25
六日为国家计委立项项?
f简:许晨i1957-〉,女。副研究员,高分子化学专业,主要从事天然多糖的改性与高分子合成工作。
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第I1卷第3期
中胺魅剂
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料、橡胶混匀制成地砖,聚型胶粘剂枯度太大不伸强度地同样下降。这是由于异瓿酸基和羟基的摩
能充分包衢色料和橡胶粉,制成的地砖着色度与粘尔比例提高,生成的聚合物链数目曾加、分子链长度
接强度都差:聚醚型胶粘剂流动性好,很容易与色料变短,分子量降低,造成胶粘剂内聚能密度下降、因
和橡胶丝充分混匀,但是聚醚链柔顺、刚性差,制成此胶粘剂的粘度和拉伸强度下降。
的地砖弾性不够理想:而混合型胶粘剂制成的地砖
1000
兼有粘结强度高和弹性好的综合性能
2.1.2TDI和MDI
600只
柔用聚醚多元醇与聚酣多元醇1:1的混合物分
20
400
别同计量的'TD、MDI、TDI与MDI1:I的混合物反应
合成聚氨酯晈粘剂,測试其枯度与拉伸强度结果见
1,01.21.41.6182.0
表1。实验表明:用TDI合成的胶粘剂粘度最大;
NCOOH
强融粘度曲戈
MDI合成的胶粘剂粘度最小:而TDI与MDII:I混合
物合成的胶粘剂的粘度介于二若之间。这与异氰酸
图]NC:O):(H北例对胶粘剂粘度和拉伸强度的影呵
的结构有关,甲苯二异酸酯分子中两个-NCO
基团分布在同一苯环上,由它合成的聚合物分子链2.3交联剂的影响
刚性较大,分子链间的相对移动较困难,表现出较大
在聚氨酯树脂合成中加人适量的交联剂,使聚
的粘度;而MII分子中两个ーNCO基团分部于两个氨酣分子链间发生交联,可以提高聚合物的内聚强
萃环上,萃环之间以次甲基相互联结,具有较好的柔度,改变胶粘剂的粘接强度。图2为低分子多元醇
顺性,分子链间相对移动较容易,因此表观粘度较用量对胶粘剂的粘度和拉伸强度的影响关系。从图
中看出:交联剂用量提高,合成的胶粘剂的粘度增
表]不同昇氯酸酯聚合物的粘度与抗张强度
大。可以解释为交联剂用量提高,胶粘剂分子链间
TDI MD MI:1TDU=]]交联点增多,聚合物内聚强度増大,因而粘度增大。
粘(mPa,s)
19500
20000
从拉伸强度曲线香,随交联剂用量的提高,胶粘剂的
拉伸强kPa)
512
5]6
520
粘接强度在一定范围内增大,当交联剂用量超过
定值后,粘接强度则下降。这与胶粘剂分子量大小
用安全地砖的面料分别!同三种胶粘剂混合压制对胶粘剂内聚强度和粘附力的影响相一致:适量的
成一定规格的制品,测定它们的拉伸强度,用TDI、交联使聚合物的分子量增大从而提高了胶粘剂的内
MDI和TmI与MD混合所制得的三种胶粘剂,拉伸聚强度,显示高粘度与高拉伸强度;交联剂用量继续
强度差异不明显。但是根据样品的手感判断,用增加,聚合物分子间的交联密度增大,影响胶粘剂对
MDI合成的胶粘剂粘接的样品弹性较好;TDI合成被粘材料表面的粘附性,降低胶粘剂和被粘材料表
的胶粘剂粘接的样品刚性较大:IDI和MI混合物面的粘附力,引起粘接强度降低。试验结果表明,交
合成的胶粘剂粘接的样品弹性适中,在压缩时具有联剂用量应控制在单体总量的4~6%之间。
较理想的刚性。因此,选用TDI和MDI混合物合成
的胶粘剂更符合安全地砖的性能要求
00
2.2异氯酸基与羟基比例的影响(NCO/OH)
600
聚氨酯胶粘剂合成的基本化学反应式如下:
20
400
OCN-R-NCO+HO……?…OH→OCNRー NCO
CO…… OCONH-RNCO
5810C保
生成聚合物的分子量与异氰酸基和羟基的摩尔
一强的度曲
比有关,当NCO:OH=1时,聚合物的分子量和粘度
K2交联剂用量对胶粘剂粘度和