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汽车内饰胶粘剂的研究和应用

作　者: 王忠华
导　师: 林中祥
学　校: 南京林业大学
专　业: 化学工艺
关键词: 丙烯酸乳液汽车内饰胶热熔胶聚氨酯剥离强度
分类号: TQ436.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

为适应社会及环保的需要,发展环保型绿色汽车内饰胶粘剂代替传统的溶剂型胶粘剂已十分必要。丙烯酸酯类乳液胶粘剂和单组分湿固化聚氨酯热熔胶由于无溶剂且安全,对发展汽车行业有重要的意义。本文采用预乳化和种子聚合工艺,研究玻璃化温度、硬单体种类、功能性单体、增粘树脂等因素对丙烯酸乳液胶粘剂性能的影响,并研究了其在汽车内饰件上的应用。研究表明,固含量相同时,采用种子乳液聚合法制备得到的乳液压敏胶具有较低的粘度和较好的聚合稳定性。当玻璃化温度为-50℃、苯乙烯(St)为硬单体、功能性单体丙烯酸-2-羟基乙酯(2-HEA)的用量为3%、水性松香增粘树脂的添加量为5%时,制备得到的乳液压敏胶具有较好的性能,其粘度为155 mPa·s、初粘强度为9号球、持粘强度大于48 h、180°剥离强度为18.35 N/25mm。为了合成具有高剥离强度的乳液压敏胶,研究了外加种子乳液的玻璃化温度及用量对乳液压敏胶性能的影响,并运用有机硅KH-570对丙烯酸乳液进行改性。结果表明,通过有机硅KH-570改性能显著提高乳液压敏胶的剥离强度;乳液压敏胶的剥离强度随着外加种子乳液玻璃化温度及用量的提高逐渐增大,但压敏胶干膜的透明性却随着外加种子乳液玻璃化温度的增大而逐渐降低。当有机硅KH-570的用量为1.0%,外加种子乳液的玻璃化温度为0℃、用量为15.0%时,合成得到的乳液压敏胶性能最佳。本文研究了乳液压敏胶的消除残余单体和刺激性气味,比较多种后处理方法,实验发现,反应结束前,通过补加亲油性较大的叔丁基过氧化氢和甲醛次合硫酸氢钠作为氧化还原引发剂,配合适量的亚铁离子作为催化剂合成出的丙烯酸乳液压敏胶残余单体较少、气味较小。本文还对单组分湿固化聚氨酯热熔胶汽车内饰胶粘剂进行了研究,讨论了异氰酸酯指数、多元醇种类及催化剂等因素对聚氨酯热熔胶性能的影响。结果表明,当应用聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA),异氰酸酯指数为1.8时,聚氨酯热熔胶的120℃熔融粘度为2400 mPa·s,开放时间为55 s,初始强度为2.9 N/25mm,48 h后的最终强度为8.9 N/25mm;使用二月桂酸二丁基锡(T-12)和催化剂A的混合催化体系,可以显著加快单组分湿固化聚氨酯热熔胶的固化速率,其用量分别为多元醇质量的0.05%时在固化12 h后即能达到最终的粘接强度。同时聚氨酯热熔胶的DSC分析表明,并未出现聚合物的玻璃化转变,而是体系从晶相到液相的转变,因此,DSC曲线可以作为单组分湿固化聚氨酯热熔胶熔点或熔融温度的判据。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-22
  1.1 汽车内饰胶粘剂概述  9
  1.2 丙烯酸乳液汽车内饰胶粘剂的应用和研究进展  9-17
    1.2.1 丙烯酸酯汽车内饰胶粘剂的发展状况  9-10
    1.2.2 丙烯酸乳液胶粘剂的技术研究进展  10-17
      1.2.2.1 种子乳液聚合法  10-11
      1.2.2.2 交联改性  11-13
      1.2.2.3 有机硅改性  13-16
      1.2.2.4 增粘树脂改性  16-17
  1.3 单组分湿固化聚氨酯热熔胶的应用和研究进展  17-21
    1.3.1 单组分湿固化聚氨酯热熔胶的特点和应用  17-18
    1.3.2 单组分湿固化聚氨酯热熔胶的技术进展  18-21
      1.3.2.1 混合预聚体  18
      1.3.2.2 高结晶性聚酯型聚氨酯预聚体  18
      1.3.2.3 用于防水透湿材料热熔胶的预聚体  18-19
      1.3.2.4 热塑性乙烯基聚合物  19
      1.3.2.5 结晶性丙烯酸酯类聚合物  19-20
      1.3.2.6 热塑性聚醚酯及含羟基结晶性聚酯  20
      1.3.2.7 添加剂  20-21
  1.4 本文研究的目的、意义和主要内容  21-22
第二章汽车内饰件用丙烯酸乳液的制备与应用研究  22-44
  2.1 实验部分  22-25
    2.1.1 实验原料  22-23
    2.1.2 实验仪器  23
    2.1.3 种子乳液的制备  23
    2.1.4 乳液压敏胶的制备  23-24
    2.1.5 压敏胶胶带的制备  24
    2.1.6 分析测试  24-25
      2.1.6.1 压敏胶180°剥离强度的测定  24
      2.1.6.2 压敏胶持粘力的测定  24
      2.1.6.3 压敏胶初粘力的测定  24
      2.1.6.4 压敏胶乳液粘度的测定  24
      2.1.6.5 压敏胶乳液固含量的测定  24
      2.1.6.6 红外光谱分析  24
      2.1.6.7 压敏胶玻璃化温度的测定  24
      2.1.6.8 乳液粒径的测定  24-25
  2.2 结果与讨论  25-42
    2.2.1 聚合工艺的选择  25
    2.2.2 玻璃化温度（Tg）对压敏胶性能的影响  25-27
    2.2.3 硬单体种类对压敏胶性能的影响  27-29
    2.2.4 功能单体对聚合物Tg 及粘接性能的影响  29-32
    2.2.5 增粘树脂对压敏胶性能的影响  32-34
    2.2.6 后处理对乳液气味的影响  34-35
      2.2.6.1 补加氧化还原引发剂  34
      2.2.6.2 水合肼除味  34-35
    2.2.7 高剥离强度乳液压敏胶的制备  35-42
      2.2.7.1 种子乳液的用量对压敏胶性能的影响  35-37
      2.2.7.2 种子乳液的玻璃化温度对压敏胶性能的影响  37-39
      2.2.7.3 硅烷偶联剂对压敏胶性能的影响  39-42
  2.3 本章小结  42-44
第三章单组分湿固化聚氨酯热熔胶的制备与应用研究  44-55
  3.1 实验部分  44-46
    3.1.1 主要原料  44
    3.1.2 实验仪器  44-45
    3.1.3 聚氨酯胶粘剂的制备  45
      3.1.3.1 合成计算  45
      3.1.3.2 聚氨酯胶粘剂的制备方法  45
    3.1.4 分析和性能测试  45-46
      3.1.4.1 聚氨酯预聚体的异氰酸酯基的测定  45-46
      3.1.4.2 胶粘剂的熔融粘度测定  46
      3.1.4.3 开放时间的测定  46
      3.1.4.4 粘接强度的测定  46
      3.1.4.5 红外光谱分析  46
      3.1.4.6 胶粘剂 DSC 分析  46
  3.2 结果与讨论  46-54
    3.2.1 固化机理  46-47
    3.2.2 不同NCO 基含量对单组分湿固化聚氨酯热熔胶性能的影响  47-49
    3.2.3 多元醇结构对单组分湿固化聚氨酯热熔胶性能的影响  49-51
    3.2.4 催化剂对单组分湿固化聚氨酯热熔胶性能的影响  51-53
    3.2.5 红外光谱分析及DSC 分析  53-54
      3.2.5.1 红外光谱分析  53
      3.2.5.2 DSC 分析  53-54
  3.3 本章小结  54-55
第四章结论  55-57
参考文献  57-60

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