聚氨酯预聚体的合成及其增韧环氧树脂胶粘剂的研究_李凡陈立新巫光毅

2014年7月第23卷第7期中国胶粘剂

聚氨酯预聚体的合成及其增韧环氧树脂胶粘剂的研究

李

凡，陈立新，巫光毅

710129）

（西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安

摘

要：EP（环氧树脂）/芳香胺胶粘剂固化体系具有良好的粘接性能和耐热性，但其固化温度较

高，体系韧性较差且粘接强度不高。采用不同的异氰酸酯和聚醚多元醇按照一定的比例可合成多种端—NCO基PU（聚氨酯）预聚体，并以此作为EP的增韧改性剂。研究结果表明：当R=n（聚醚多元醇的拉伸剪切强度比未改性EP体系提高了80%。

中图分类号：TQ433.437

文献标志码：A

3050）∶n[HDI（六亚甲基二异氰酸酯）]=1∶2、w（PU预聚体）=10%（相对于EP质量而言）时，改性EP体系

关键词：环氧树脂；胶粘剂；聚氨酯；预聚体；混合芳胺；拉伸剪切强度

文章编号：1004-2849（2014）07-0029-04

0前言

基的热固性树脂[1]。EP胶粘剂具有较高的粘接强

EP（环氧树脂）是一类含有2个或2个以上环氧

以聚酯和二异氰酸酯为聚合单体合成了端—NCO基聚酯，并采用原位多相聚合法与芳香二胺反应得IPNs中既起到增韧作用又起到类似于微纤维的增强作用，而且由于IPNs结构中含有刚性硬段结构（交联度较高），故体系的热稳定性也有所提高。采用邓晓琴等[12]及黄先威等[13]以介晶二醇为原料，原位聚合法合成了含介晶基元的芳香型PU，并在固化剂4，4-二氨基二苯甲烷（DDM）作用下接枝至EP网络中；介晶基元的存在能使初生态的PU均匀分散在EP中，起到准分子级的复合增韧作用；控制含介晶单元的芳香型PU含量，可在提高EP韧性的同时，提高EP的力学模量，得到冲击强度、弯曲强度和拉伸强度俱佳的PU增韧改性EP体系复合材料，并且制备难度及成本均有所降低。

芳香胺固化剂是EP最重要的固化剂之一。EP/芳香胺固化体系具有热变形温度高、介电性能佳和耐腐性强等优点；然而，作为胶粘剂体系的固化剂，芳香胺固化体系的粘接强度和剥离强度欠佳，并且芳香胺常温呈固体，室温使用性和操作工艺性较差，而采用低共熔点混合芳胺（即室温液体共混芳胺），可使芳胺固化剂的操作工艺性得到改善。梁凤飞（间苯二胺）/DDM/MOCA（3，3′-等[14]制得了m-PDA

到PU脲，从而与EP形成了IPNs结构。PU脲在

度、良好的工艺性、适用温度广、收缩率低且可与多种改性剂合并使用等优点，因而已广泛应用于金属与非金属材料的粘接。然而，纯EP固化后呈三维网状结构（交联密度高、内应力大），故其质地硬脆，耐开裂性、抗冲击性和耐湿热性较差，并且其剥离强度较低。

因此，EP的增韧改性研究一直是该领域的热点之一[2-3]。常见的增韧EP方法有橡胶弹性体增韧、热塑性树脂增韧、互穿聚合物网络（IPNs）增韧、柔性链段固化剂增韧、核/壳聚合物增韧和纳米粒子增韧等。而上述多种增韧方法的巧妙并用，可有效发挥PU（聚氨酯）预聚体增韧EP，在一定程度上可实现协同效应和耦合作用，即增韧效果更佳[4]。采用

弹性体增韧和IPNs增韧的协同效应，这种增韧方法

一直是EP增韧领域的研究热点[5-6]。朱永群等[7]分别采用同步IPNs和顺序IPNs法制备了性能优异的光固化型PU/EP材料；同时，EP还可与—NCO基反应，使的IPNs结构不仅改善了PU的粘接性能、提高了刚PU与EP的网络间产生一定的化学连接，故EP/PU

性，而且还明显改善了EP的韧性[8-10]。杨亚辉等[11]

收稿日期：2014-01-08；修回日期：2014-01-16。作者简介：李凡（1988—），陕西西安人，硕士，主要从事环氧树脂胶粘剂与复合材料用高性能树脂基体等方面的研究。E-mail：lifan302788@mail.nwpu.edu.cn

通讯作者：陈立新。E-mail：lixin@nwpu.edu.cn

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