聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的研究与应用进展

王月菊，刘杰，杨建军*，张建安，吴庆云，吴明元

(安徽大学化学化工学院，安徽省绿色高分子重点实验室合肥230039)

摘要

    本文简要介绍了环氧树脂胶粘剂的特性，指出聚氨酯改性环氧树脂的主要目的是提高其韧性，分别论述了几种常用的聚氨酯增韧改性环氧树脂胶粘剂的方法，介绍了国内聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的主要应用，最后指出了我国目前聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的不足和发展方向。

关键词：

聚氨酯，环氧树脂，增韧改性，互穿聚合物网络，应用

引言

    环氧树脂(EP)胶粘剂是一种粘结性能好，应用非常普遍的胶粘剂。环氧树脂具有许多优点，如优异的化学稳定性，耐腐蚀性，电器绝缘性以及收缩率低，易加工成型等

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。然而由于单一环氧树脂固化后交联密度高，呈三维网状结构，存在内应力大，质脆，耐冲击性差，容易开裂等缺点，难以满足工程技术要求，使其应用受到一定的限制。长期以来，对环氧树脂进行增韧改性一直是一个重要的研究内容。聚氨酯(PU)是一类性能优良的高分子,有高耐冲击强度和优异的耐低温性能，用聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂可以使两者优势互补，得到一种既具有一定柔韧性又具有很好粘结强度的比较理想的胶粘剂。

    聚氨酯改性环氧树脂的研究开始于20世纪60年代，美国Dow Chemical公司首先研制成功聚氨酯改性环氧树脂结构胶粘剂，用于航空航天行业。近几十年来，国内外研究者对环氧树脂增韧技术进行了大量的研究，聚氨酯增韧改性环氧树脂技术有了很大发展，其中以聚氨酯与环氧树脂形成互穿网络聚合物增韧改性环氧树脂最为引人注目。

1．聚氨酯增韧改性环氧树脂的方法

    1．1端胺基聚氨酯增韧环氧树脂体系

    该方法利用端胺基聚氨酯(ATPU)作为环氧树脂增韧固化剂。端胺基聚氨酯基具有较强的极性聚醚有较好的柔性，因而可达到增韧环氧树脂而其强度又基本不下降的目的。同时该方法可室温反应，固结体具有良好的耐化学腐蚀性并且克服了普通脂肪胺固化剂易挥发、毒性大和固化剂配比要求严格的问题

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。

    孙明明

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等采用自制的含有改性芳胺结构的复合固化剂，并用端氨基异氰酸基聚氨酯预聚体对环氧树脂改性配制出了J-200-1D胶粘剂，该胶粘剂室温剪切强度可达30.6Mpa，剥离强度为5.1kN.m-1，增韧效果与CTBN相当，而成本却大大降低。陈文怡和官建国

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用聚乙二醇(200，400)、甲苯二异氰酸酯、乙二胺等为原料合成ATPU，将它与环氧树脂E-44配成胶粘剂，研究发现端胺基聚氨酯固化剂可显著提高环氧树脂的韧性，同时固化体系又能具有高的附着力和高的模量。

    陈建君

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等用端胺基聚氨酯作为韧性固化剂形成了环氧胶粘剂体系，当固化剂分子量为1237时，改性体系的冲击强度最高(25.2KJ／㎡)，比未改性体系提高了2倍。

    1．2端羟基聚氨酯预聚体改性环氧树脂

    这类材料的制备通常先合成端羟基聚氨酯预聚体，以此端羟基聚氨酯预聚体与双氰胺、4,4’一二胺二甲苯基甲烷(MDA)、4,4’一二胺基一3，3’一二氯二甲苯基甲烷(MOCA)或多乙烯多胺一起作为环氧树脂的固化剂，固化物具有很好的曲挠性能。

    谢海安和王伟

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用聚乙二醇和TDI为原料合成了端基为羟基的聚氨酯低聚物，并用其改性环氧树脂。研究了聚氨酯含量、不同原料配比、不同分量的聚乙二醇对环氧树脂的力学性能的影响。结果表明，添加12％端羟基聚氨酯低聚物的环氧树脂比未改性的环氧树脂的拉伸强度和冲击强度分别提高了126％和192％，对环氧树脂有良好....