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vae707乳液对PU乳液有哪些作用?

醋酸乙烯-乙烯乳液(vae707乳液)以其成膜温度低、机械性能和贮存稳定性好、固化快、对薄膜基材粘接性好、具有良好的初粘性和较低的成本等优点适用于胶粘剂,为此本文通过vae707乳液对水性PU乳液进行共混改性,达到性能互补、降低成本的目的。

水性聚氨酯(PU)胶粘剂是指将聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂,以水为基本介质,具有不燃、无毒、不污染环境、节省能源、操作方便等优点。但是水性聚氨酯胶粘剂的初粘性一直不尽人意,在许多机械化高速生产及提高生产效率等方面,往往对胶粘剂的初粘性有较高的要求。

一、实验

1.1原料

PU乳液,自制,控制n(TDI):n(OH)为1.6,n(DMPA):n(PPG)为1,pH值为8;vae707乳液(AirflexEP706),工业级,美国气体聚合物有限公司;氨水,分析纯,广州东红化工厂。

1.2vae707乳液共混改性

取一定量vae707乳液,滴入浓度为28%的氨水充分搅拌,调整pH值为7.5。在500ml三口烧瓶中加入计量好的PU乳液,滴加调整pH值的vae707乳液,搅拌一小时出料。

1.3性能测试

1.3.1拉伸强度测试

将制备好的聚氨酯水乳液胶膜,用80mm×5mm型的裁刀裁好,放在真空干燥器中真空干燥24h,然后在XLL—100A型拉力试验机上测定其拉伸强度及延伸率,拉伸速度为室温下250mm/min。延伸率的计算公式如下:

E=(L2−L1)/L1×100%

式中:E为延伸率;L1为试品的原长;L2为试品断裂时的长度。

1.3.2粘接强度的测定

试片采用PVC薄片,尺寸为200mm×15mm,粘合部分为150mm×15mm,用丙酮处理表面污物,2试片均涂胶,每片涂层厚度为25g/m2(固体质量),等表干后将2试片贴合。将贴合的试片在接触压力下用65℃温度热烘48h,然后室温放置48h,用AG-1型万能电子拉力试验机测定T型剥离强度,拉伸速率为室温下200mm/min。

1.3.3吸水率的测定

把样品膜在真空下干燥24h,室温测定样品膜的质量,然后把样品膜浸泡于室温去离子水中,24h后再称量其质量,依据两者的质量差求吸水率(Ω):

Ω=(w2−w1)/w1×100%

式中:Ω为样品膜的吸水率;w1为样品膜的原来质量;w2为样品膜浸泡后的质量。

vae707乳液

2、结果与讨论

2.1共混乳液的稳定性

共混乳液的稳定性是共混改性的先决条件。本文考察共混乳液的静止稳定性,分别按直接共混、将vae707调节pH7.5后再共混2种方式。

在PU乳液中直接加入vae707乳液,乳液的稳定性被破坏。随着vae707乳液加入量的增加,乳液凝聚的速度也不断增加。这是因为vae707乳液中为防止醋酸乙烯酯基的水解,pH值控制在4.0-5.5之间,而PU乳液一般呈弱碱性。PU乳液胶粒表面存在羧基(—COOH),由于羧基在pH值较大时电离而使胶粒表面带负电荷,胶粒电荷互相排斥而稳定。当vae707乳液直接加入时,共混体系pH值下降,抑制了羧基的电离,胶粒表面失去电荷斥力而凝聚。

调整pH值之后,vae707乳液胶粒表面将以阴离子形式存在,形成双电层,具有与PU乳液胶粒相同的电荷,由于静电斥力体系保持稳定。

2.2共混组分的相容性

观察膜的透明度可以方便的看出两相的相容程度。观察不同比例PU/vae707乳液共混改性所得膜的透明性。

随着vae707含量的增加,PU/vae707乳液共混所制得的膜的透明度逐渐降低,在vae707含量较少时显示出部分相容性,可能是PU和vae707之间产生氢键结合。在70/30时出现明显的两相分离,体系透明性差。

2.3vae707乳液含量对膜力学性能的影响

不同vae707乳液含量对共混乳液胶膜力学性能的影响。

随着vae707乳液含量的增加,共混乳液胶膜的拉伸强度先小幅增加后持续下降。这是因为vae707乳液的pH值升高后,其胶粒含有的一些强极性的羟基,能与自身酯基、羟基及聚氨酯的极性键形成氢键,使得膜的内聚能增大,拉伸强度增加,但随着vae707含量的继续增加,由于vae707乳液自身强度较低,并且由于两相分离加剧,造成共混胶膜的拉伸强度下降。

随着vae707含量的增加,胶膜的延伸率先减少后持续增长。这是因为当vae707的加入量较小时,由于氢键作用使延伸率略有下降。

随vae707乳液含量增加,vae707具有相当的韧性,含量的增加对体系增塑作用增强,并且两相分离加剧使延伸率增加。

2.4vae707乳液含量对膜耐水性的影响

水性聚氨酯由于引入亲水性基团,耐水性较差,而vae707的耐水性较好,将两者共混测定成膜之后的吸水率:

随着vae707含量的增加,共混膜的吸水率有减少的趋势。一方面是因为vae707自身的耐水性比水性PU好,另一方面是因为PU中含有较多的氨基甲酸酯、脲、醚等基团,在成膜过程中和vae707胶膜中的保护胶体聚乙烯醇上的羟基能形成氢键。这种作用增加胶膜的物理交联程度,降低了水对胶膜的渗透作用,因而吸水率下降。

2.5vae707乳液含量对共混乳液初粘力和最终剥离强度的影响

2.5.1初粘性表征方法的确定

初粘性是指粘合剂在粘合作用初期的粘接性能,其概念比较模糊,测试方法也没有统一的标准,而初粘力受测试环境诸多条件的影响,因此本实验先确定初粘性的表征方法。

水性PU粘接力与干燥时间的关系

水性PU要挥发一定的水才产生粘接力,本实验确定当胶粘剂触手粘时的粘接力为初粘力,在规定涂胶量下胶层需要室温干燥约25min。

2.5.2vae707含量对共混乳液初粘力的影响

随着vae707乳液含量的增加,共混乳液的初粘力增大,但继续增加vae707的含量,初粘力提高有限。

由于水性聚氨酯的软段结晶慢,初期内聚强度不高,导致初粘力不高,而且水性聚氨酯的分子量较大,导致分子链活动能力弱,胶液浸润性不好,也使初粘力下降。vae707乳液分子中引入了乙烯链段,起到内增塑作用,降低了玻璃化温度和成膜温度,对基材的润湿性好,所以具有良好的初粘力。将两者共混,可以提高水性PU的结晶速度和润湿性从而提高了初粘力。

2.5.3vae707含量对共混乳液最终粘接强度的影响

在PU乳液中加入少量vae707乳液能提高共混乳液的最终粘接强度,但vae707乳液含量继续增加反而降低了最终的粘接强度。这是因为少量vae707乳液的加入能有效的提高共混乳液的润湿性从而提高了粘接性能,但是vae707乳液的粘接性能比水性PU乳液差,继续增加会降低整体的粘接性能。

3、结论

调整vae707乳液的pH值为弱碱性后与水性PU共混能得到稳定的乳液,两者显示一定的相容性。

vae707能有效地提高PU的耐水性,少量vae707乳液能提高PU的力学性能,有效提高初粘力而不损害最终粘接强度,同时降低了成本,达到了充分利用单一乳液优势的目的。

以上内容就是vae707乳液对PU乳液作用的相关介绍,希望能帮助到大家。

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下一条: 该产品的粘度受哪些因素影响

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