2 PS改性胶粘剂的研制
2.1 溶剂型PS改性胶粘剂的研制
2.1.1 仪器及药品 仪器:恒温水浴;电动搅拌器;NDJ-1型旋转粘度计;Instron 4467、4505通用材料试验机;鼓风烘箱;SC-7型气相色谱仪(氢焰鉴定器) 。药品:聚苯乙烯泡沫塑料;环氧树脂(E-51);甲苯二异氰酸酯;偶氮二异丁氰;乙酸乙酯;甲苯;滑石粉;胺类固化剂 。
2.1.2 实验原理
聚苯乙烯是一种无定型线性非极性物质,其分子中含有苯环,刚性大而柔性小 。在极性物质表面上粘接力很弱,用聚苯乙烯直接制得的胶粘剂强度不够而且胶层又脆又硬 。因此,需要在PS胶液中加入改性剂进行改性处理,在苯乙烯链节上引入极性基团,以增加柔顺性,提高粘接强度 。我选择了环氧树脂(E-51)及甲苯二异氰酸酯作为改性剂 。在引发剂偶氮二异丁氰的作用下,甲苯二异氰酸酯先和聚苯乙烯发生反应 。反应式如下:
(2)链自由基与甲苯2、4-二异氰酸酯进行交联反应
(R代表苯甲基)
然后加人环氧树脂,环氧树脂的结构中含有-OH,异氰酸酯可与环氧树脂中的-OH发生反应,反应通式如下:
这样,异氰酸酯就先后使PS、环氧树脂得到改性,并使二者产生部分交联 。
2.1.3 胶粘剂的配制
将反应容器放在恒温水浴中,安装好搅拌棒,加入100份混合溶剂(乙酸乙酯:甲苯=4:1),分批加入50份洗净干燥的废聚苯乙烯泡沫碎料,边加边开
动搅拌,待全部溶解以后,逐渐升温至70℃,加入0.5份引发剂偶氮二异丁腈,3份甲苯2、4-二异氰酸酯,于中速搅拌下反应大约1-1.5小时,再加0.5
份甲苯2、4-二异氰酸酯,降温至50℃,加入10份环氧树脂(6101),继续反应1小时,降温后加入10份填料,可制得微黄色粘稠胶液,此胶液用时需加入固化剂 。
2.1.4 胶粘剂各项指标的测试方法
不挥发物含量按GB/T2793-95方法进行测定,粘度按GB/T2794-95方法进行测定,拉伸剪切强度按GB7124方法进行测定,胶粘剂中有害物质限量按GB18583-2001方法进行测定 。
2.2 乳液型PS改性胶粘剂的研制
2.2.1 仪器及药品
仪器:电动搅拌机;电热套;四口烧瓶;球形回流冷凝管;温度计;滴液漏斗;Instron 4467、4505通用材料试验机;鼓风烘箱;SC-7型气相色谱仪;红外光谱仪 。
药品:聚苯乙烯泡沫塑料;丙烯酸丁酯;醋酸乙烯酯;邻苯二甲酸二辛酯;乙酸乙酯;甲苯;引发剂过硫酸铵;混合乳化剂(十二烷基硫酸钠:OP-10=
1:2)
2.2.2 水剂PS改性胶的制备
于四口烧瓶中加入50份混合溶剂(乙酸乙酯:甲苯:4:1),分批于搅拌下加入40份洗净晾干粉碎的废聚苯乙烯泡沫,逐渐升温到40℃,待完全溶解成透明粘稠液体后,加入1份复合乳化剂,搅拌乳化30min,加入40份水(蒸馏水或去离子水)及4份混合单体(丙烯酸丁酯:酯酸乙烯酯=1:1),升温到60℃,加大搅拌速度,再乳化30-40min,滴加部分引发剂(过硫酸铵10%溶液);反应时,有热量放出,温度开始自动升高,此时,加热使温度达到75℃,逐滴加入12份混合单体与80份水组成的溶液,在加入混合单体水溶液的过程中,每隔一段时间加入一部分引发剂(引发剂总量为1份),反应温度应控制在75-85℃之间,全部加完以后(大约需1.5-2h),把剩余引发剂全部加入,升温到90℃保温,待回收的溶剂达到加入量的80-85%时停止加热,然后,冷却到50℃,加入两份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯,搅拌均匀后,调节PH值到7左右,冷却到室温,得到白色粘稠液体 。
2.2.3 PS改性乳液胶粘剂各项性能指标的测试方法
胶粘剂不挥发物含量按GB/T2793-95方法进行测定,胶粘剂旋转粘度按GB/T2794-95方法进行测定,压缩剪切强度按HG/T2727附录B方法进行测定,灰份、PH值按GB11175方法进行测定,胶粘剂中有害物质限量按GB18583-2001方法进行测定 。
3 结果与讨论
3.1 溶剂型PS改性胶粘剂的结果与讨论
3.1.1 所制得PS改性胶粘剂的各项技术性能见表1
3.1.2溶剂的选择
聚苯乙烯泡沫塑料溶解于芳烃(如苯,甲苯,二甲苯等),氯代烃(如三氯甲烷,三氯乙烯),羧酸酯(如乙酸乙酯,乙酸丁酯),酮(如丙酮,丁酮)等大部
分有机溶剂中 。选择合适的溶剂溶解泡沫塑料,主要从以下几个方面考虑:首先,所选择的溶剂要对聚苯乙烯及新加入的改性剂有良好的溶解能力,对添料有良好的分散性能;其次,溶剂的性质最好对胶粘剂的性质有一定的改善作用;第三,所选用的溶剂要低毒,价廉,易得,安全 。综合考虑以上各因素,用乙酸乙酯或甲苯作溶剂比较适合 。但又考虑到混合溶剂的溶解性较单一溶剂要好,并且由于沸点、挥发度、极性不同,通过改变混合比例,可以调节胶粘剂
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