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橡胶丝弹性垫用聚氨酯胶粘剂的制备

   日期:2015-03-06     浏览:286    
核心提示: 刘振中 刘晓燕  彭江山(江苏省化工研究所,南京,210024)1 前言橡胶丝弹性垫具有独特的渗透、减震、防湿
 刘振中 刘晓燕  彭江山(江苏省化工研究所,南京,210024)



1 前言
橡胶丝弹性垫具有独特的渗透、减震、防湿滑性能,它铺设简便,广泛应用于运动场、游乐园、幼儿园等场所。它是由废橡胶,特别是轮胎翻新时剥下的废胎面胶经造丝、分选、染色后,再用聚氨酯胶粘剂粘接压模而成。既变废为宝,又保护了环境。本文研制的聚氨酯胶粘剂是以多元醇与多异氰酸酯为原料合成的单组分聚氨酯胶粘剂,主要用于橡胶丝弹性垫橡胶丝之间的粘接,也可用于弹性垫铺设时固定。此种聚氨酯胶粘剂目前国内鲜见工业化报道。

2 实验部分
2.1 原料及仪器
己二酸,工业品(下同),法国RhonePoulec公司;二甘醇,扬子石化公司;乙二醇,扬子石化公司;N210聚醚多元醇,金陵石化公司;N303聚醚多元醇,金陵石化公司;三羟甲基丙烷,北京化工三厂;二苯甲烷二异氰酸酯(MDI),优等品,烟台万华合成革集团公司。NDJ-79型旋转式粘度仪;拉力机:AG-2000A型电子万能实验机。

2.2 聚酯多元醇的制备
将己二醇、二甘醇、乙二醇以n己∶n二∶n乙=1.0∶0.8∶0.5~0.6的比例,在氮气保护下加温脱水9h,控制回流塔塔顶温度不超过101℃,然后抽低真空4h后,再抽高真空8h,冷却后即得聚酯多元醇。产品外观为浅黄色透明液体,羟值60~100。

2.3 聚氨酯胶粘剂的制备
将多元醇组分在氮气保护下于120℃高真空脱水4h,确保多元醇中水分含量小于0.1%,将聚酯多元醇、聚醚多元醇、三羟甲基丙烷、熔化后的MDI按n酯∶n醚∶n三∶nMDI=1∶3∶2∶15.5的比例以反应次序加入反应釜中,控制反应温度在80~90℃,反应2~3h,即制得聚氨酯胶粘剂。产品外观为淡黄色液体,粘度(25℃)3500~4000mPa·s,异氰酸根含量6%~9%。

2.4 聚氨酯胶粘剂的性能测试 
 将制得的胶粘剂在温度为(20±1)℃,相对湿度为(65±5)%条件下,在聚四氟乙烯塑料板上刮平成膜,记录凝固、失粘、干燥时间,3天后测试胶膜性能。结果见表1。




3 结果与讨论

3.1 多异氰酸酯品种对性能的影响
制备胶粘剂时,不同的多异氰酸酯对胶粘剂的性能影响较大。以甲苯二异氰酸酯(TDI)为基制得的胶粘剂粘度较小,加工性能优良,但粘合强度较差,在制备弹性垫过程中,熟化温度达到120~140℃,会产生较大气味,污染环境。而以MDI为基的胶粘剂粘合强度较高,在后序加工中环境污染小,但粘度较大,加工不便,特别在气温较低时,弹性垫表面易产生色斑。可采用加温或添加稀释剂对苯二甲酸二辛酯以降低粘度的方法解决。

3.2 多元醇品种对性能的影响
单用聚酯多元醇制得的胶粘剂具有很高的粘接强度,粘度可达10000mPa·s,粘度太大,胶粘剂户外耐水解性能差。而纯醚型胶粘剂粘结强度较差,拉伸强度为23MPa左右。选择聚酯多元醇与聚醚多元醇配合使用,可得到既有较高的粘结强度又有适合的粘度、加工性能的胶粘剂。

3.3 多元醇分子量的影响
多元醇分子量对胶粘剂性能有很大影响,多元醇分子量大,制得的胶粘剂粘度大,胶膜弹性好,但粘结强度较低,反之则相反。故选用1000~2000分子量的多元醇较适宜。

4 应用试验
将橡胶丝与胶粘剂按质量之比为10∶1搅拌均匀,倒入涂有脱模剂的模具中,铺平后在120℃×70%RH的条件下,盖模加压熟化20min,放置一周后测试性能,另一组使用法国阿托公司的NoraflexLM155胶粘剂作对照试验,结果见表2。



  可见,本文制备的聚氨酯胶粘剂性能与法国阿托公司的NovaflexLM155产品相当。

5 结语
以多元醇、三羟甲基丙烷、MDI为原料制备的聚氨酯胶粘剂具有良好的粘结强度,优良的加工性能,由此制得的橡胶丝弹性垫渗水性好,弹性高。该胶粘剂已应用于橡胶丝弹性垫生产线上,并可替代进口产品。
 
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