【纳米技术】透明的韧性--用活性聚氨酯纳米粒子制备高性能胶黏剂

发表于2015/8/21 10:00:12| 次阅读| 来源欧洲涂料杂志| 作者ECJ

摘要：为制备聚氨酯纳米分散体在液态时具有高固体分和低黏度特性和在固态时具有高韧性、透明的聚合物提供了新的平台技术。通过选择广泛使用的常用基体，如丙烯酸酯、多元醇和异氰酸酯，制备出具有弹性更高、抗冲击和耐划伤的胶黏剂、清漆、涂料和浇注树脂。

专利配方中的“树脂”和“弹性体”成分可用相当数量的纳米分散体代替。图5中的三角示意图表明：通过持续添加液态分散体，对粘合金属的结构胶黏剂进行改性，可达到预期承受的载荷或粘接要求的材料。根据专利DE2916537［7］，将纳米分散体加入到丙烯酸结构胶黏剂配方中，可获得另一显著结果。此时，耐候性是通过单悬臂测试［8］(带50 g负载)来测试(图6a)。一个耐气候交变试验周期包括7d VW P 1200(在-40 ℃和80 ℃/95%RH之间循环)和7d蒸汽环境(80 ℃/95%RH)。

图7 (a)根据DIN EN ISO 13445，用于测量UV固化玻璃粘合的压剪强度的试样；
(b)在1 000 h的日光曝晒测试后的粘合玻璃板，中间部分为纳米分散体样品；

(c)UV固化玻璃/木材不能粘贴在基材上；按纹理方向进行测试。

裂纹扩展是看作一种性能指标。在第一个试验周期内，传统丙烯酸胶黏剂未通过试验，相反，含纳米分散体的试样，可承受非常严峻的测试，即使经过4次以上的测试周期，仍能保持稳定(图6b)。一些胶黏剂在载荷加至100 g后仍保持稳定不变(图中未显示)。图7显示另一个潜在应用领域的示例。根据专利［9］，制备粘合玻璃及玻璃-木材(松树和云杉)的UV固化胶黏剂。按照DIN EN ISO 13445方法，平均压剪强度高达22 MPa，在某些情况下，甚至会撕裂玻璃(基体破损)。

用丙烯酸异冰片酯(IBOA)基PU纳米分散体制备了具有良好透明度和耐UV的胶黏剂(如图7b所示)。中间的样本显示在1 000 h曝晒测试后不变色。使用相同胶黏剂来粘合木材(松树和云杉)和玻璃，木材表面的纤维撕裂(图7c)。在耐气候交变测试之后(在上述气候条件下)，压剪强度从8 MPa降至4 MPa。推测这是由木材分解造成的(通过明显变色可知)。