【納米技術】透明的韌性--用活性聚氨酯納米粒子制備高性能膠黏劑

發表于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時具有高固體分和低黏度特性和在固態時具有高韌性、透明的聚合物提供了新的平臺技術。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”成分可用相當數量的納米分散體代替。圖5中的三角示意圖表明：通過持續添加液態分散體，對粘合金屬的結構膠黏劑進行改性，可達到預期承受的載荷或粘接要求的材料。根據專利DE2916537［7］，將納米分散體加入到丙烯酸結構膠黏劑配方中，可獲得另一顯著結果。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)和7d蒸汽環境(80 ℃/95%RH)。

圖7 (a)根據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，傳統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，即使經過4次以上的測試周期，仍能保持穩定(圖6b)。一些膠黏劑在載荷加至100 g后仍保持穩定不變(圖中未顯示)。圖7顯示另一個潛在應用領域的示例。根據專利［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，甚至會撕裂玻璃(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)。