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【納米技術(shù)】透明的韌性--用活性聚氨酯納米粒子制備高性能膠黏劑

發(fā)表于2015/8/21 10:00:12| 次閱讀| 來源歐洲涂料雜志| 作者ECJ

摘要:為制備聚氨酯納米分散體在液態(tài)時具有高固體分和低黏度特性和在固態(tài)時具有高韌性、透明的聚合物提供了新的平臺技術(shù)。通過選擇廣泛使用的常用基體,如丙烯酸酯、多元醇和異氰酸酯,制備出具有彈性更高、抗沖擊和耐劃傷的膠黏劑、清漆、涂料和澆注樹脂。

專利配方中的“樹脂”和“彈性體”成分可用相當數(shù)量的納米分散體代替。圖5中的三角示意圖表明: 通過持續(xù)添加液態(tài)分散體,對粘合金屬的結(jié)構(gòu)膠黏劑進行改性,可達到預(yù)期承受的載荷或粘接要求的材料。根據(jù)專利DE2916537[7],將納米分散體加入到丙烯酸結(jié)構(gòu)膠黏劑配方中,可獲得另一顯著結(jié)果。此時,耐候性是通過單懸臂測試[8](帶50 g負載)來測試(圖6a)。一個耐氣候交變試驗周期包括7d VW P 1200(在-40 ℃和80 ℃/95%RH之間循環(huán))和7d蒸汽環(huán)境(80 ℃/95%RH)。

4-8.jpg

圖7 (a)根據(jù)DIN EN ISO 13445,用于測量UV固化玻璃粘合的壓剪強度的試樣;
(b)在1 000 h的日光曝曬測試后的粘合玻璃板,中間部分為納米分散體樣品;

(c)UV固化玻璃/木材不能粘貼在基材上;按紋理方向進行測試。

裂紋擴展是看作一種性能指標。在第一個試驗周期內(nèi),傳統(tǒng)丙烯酸膠黏劑未通過試驗,相反,含納米分散體的試樣,可承受非常嚴峻的測試,即使經(jīng)過4次以上的測試周期,仍能保持穩(wěn)定(圖6b)。一些膠黏劑在載荷加至100 g后仍保持穩(wěn)定不變(圖中未顯示)。圖7顯示另一個潛在應(yīng)用領(lǐng)域的示例。根據(jù)專利[9],制備粘合玻璃及玻璃-木材(松樹和云杉)的UV固化膠黏劑。按照DIN EN ISO 13445方法,平均壓剪強度高達22 MPa,在某些情況下,甚至?xí)毫巡A?基體破損)。

用丙烯酸異冰片酯(IBOA)基PU納米分散體制備了具有良好透明度和耐UV的膠黏劑(如圖7b所示)。中間的樣本顯示在1 000 h曝曬測試后不變色。使用相同膠黏劑來粘合木材(松樹和云杉)和玻璃,木材表面的纖維撕裂(圖7c)。在耐氣候交變測試之后(在上述氣候條件下),壓剪強度從8 MPa降至4 MPa。推測這是由木材分解造成的(通過明顯變色可知)。

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