聚氨酯具有較高的剝離強度、卓越的耐沖擊性和優(yōu)異的耐低溫性；環(huán)氧樹脂粘接性好，剪切強度高，但脆性大，剝離強度低，不耐沖擊振動。若用聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，則會揚長避短，優(yōu)勢凸顯，制得強韌兼具的結構膠黏劑。
早在20世紀60年代，已開始用聚氨酯增韌環(huán)氧樹脂，美國Dow公司首先研制成功了聚氨酯改性環(huán)氧結構膠黏劑，用于航空航天工業(yè)。其產(chǎn)品牌號為XD-3599，基本配方為聚氨酯環(huán)氧樹脂100（質量）份、氣相二氧化硅5份、雙氰胺5份、鋁粉50份。200℃/20min固化，剪切強度43MPa，剝離強度9kN/m。
湖北京山北化復合材料廠開發(fā)出牌號為SL-102C-2的聚氨酯環(huán)氧樹脂，在環(huán)氧結構膠黏劑中代替部分環(huán)氧樹脂，可使環(huán)氧膠的剪切強度達到25MPa以上，且可提高韌性、耐磨性和耐低溫性。
聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的方式有共混、嵌段和原位聚合等。共混就是將端羥基聚醚與甲苯二異氰酸酯反應生成異氰酸酯封端預聚體，再與環(huán)氧樹脂在氮氣保護下于75℃反應2h，加入幾滴二月桂酸二丁基錫，繼續(xù)反應30min，生成環(huán)氧-聚氨酯接枝嵌段共聚物，配以固化劑和其他助劑，制得室溫固化高性能環(huán)氧結構膠黏劑。在適當?shù)臈l件下能形成互穿網(wǎng)絡結構，達到提高韌性，且不降低強度和耐熱性的目的。共混型環(huán)氧-聚氨酯膠的典型配方（質量份）如下。
①E-51環(huán)氧樹脂 100
聚氨酯預聚體（-NCO 4%～5%） 20
DBP 10
間苯二甲胺 20
滑石粉 30
室溫/24h+60℃/4h固化。
②E-51環(huán)氧樹脂 100
聚氨酯預聚體 20
改性芳胺固化劑 30
KH-550 2
40℃/24h+70℃/1h固化。
室溫剪切強度38.2MPa，90℃時19.2MPa；90°剝離強度5.5kN/m。55℃、RH95%～100%老化400h后，室溫剪切強度38.0MPa，90°剝離強度5.4kN/m。
室溫/4d或室溫/24h+70℃/1h或60℃/4h固化。粘接經(jīng)化學處理的鋁合金，室溫剪切強度20.8MPa，沖擊強度44.2kJ/㎡。
聚氨酯預聚體的制法：在裝有攪拌器、溫度計和回流冷凝管的干燥三口反應瓶中加入聚醚多元醇（N220），加熱至110℃，抽真空（真空度1.3～13kPa）減壓脫水2h。再加入計量的TDI（80/20），通氮氣保護，攪拌加熱升溫至75～80℃，反應2～3h后即得端NCO聚氨酯預聚體。
20世紀80年代中期出現(xiàn)的環(huán)氧聚氨酯樹脂更令人注目，具有代表性的是日本生產(chǎn)的FEX系列樹脂。以聚氨酯為骨架，環(huán)氧基為端基，外觀為五色透明、流動性較好的液體，無溶劑型，環(huán)氧值為0.08～0.14mol/100g，可在室溫或加熱下固化。固化物伸長率15%～100%，富有彈性，耐沖擊性好，耐水性、耐低溫性優(yōu)良。
端環(huán)氧基聚氨酯既有聚氨酯結構，又有與環(huán)氧樹脂相同的活性基團，用其改性環(huán)氧樹脂能發(fā)揮環(huán)氧樹脂和聚氨酯的雙重優(yōu)點，可獲得粘接強度高、強韌耐沖擊、綜合性能優(yōu)異的環(huán)氧-聚氨酯結構膠黏劑。未改性的環(huán)氧樹脂固化物剪切強度11.2MPa，聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂的剪切強度11.5MPa，聚氨酯改性的剪切強度22.2MPa，而端環(huán)氧基聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的剪切強度高達33.5MPa。所制得的環(huán)氧-聚氨酯膠黏劑對比較難粘的黃銅和油面冷軋鋼都有很高的粘接強度，粘接黃銅的剪切強度大于30MPa，油面鋼粘接的剪切強度超過23MPa。
端環(huán)氧基聚氨酯改性的環(huán)氧膠黏劑配方（質量份）：
E-51環(huán)氧樹脂 75
端環(huán)氧基聚氨酯 25
203聚酰胺（或二乙烯三胺） 80(8)
硅微粉 20
60℃/8h固化。
利用原位反應在環(huán)氧樹脂中直接制備了活性熱塑性聚氨酯彈性體TPUs。所用原料多元醇為PTMG-650、PTMG-1000、PTMG-2000、PTMG-3000；多異氰酸酯MDI；環(huán)氧樹脂為E-51。結果表明，TPUs改性環(huán)氧膠黏劑的韌性、粘接性能和彎曲強度都有明顯提高。
德國BAYER高柔韌性聚氨酯丙烯酸酯UVVPLS2491與環(huán)氧樹脂混合，進行雙重固化（UV光固化和-NCO加成反應），固化物韌性大為提高，伸長率可達400%以上。
熱塑性聚氨酯改性的雙酚A環(huán)氧樹脂Erisys Emura-10，固化后對PVC能形成堅韌的粘接。 環(huán)氧樹脂 - m.ytfilter.com -(責任編輯：admin) |