封闭异氰酸酯纳米胶束化及其反应致活机理研究

提出一种基于低成本、环保型水性高分子胶黏剂功能化异氰酸酯交联剂的新思路：通过分子设计将异氰酸基进行封闭保护的同时在预聚体分子结构中引入亲水性基团，然后经自乳化过程形成水性封闭型异氰酸酯纳米胶束，从而使异氰酸酯在水性溶液中稳定分散并保持反应活性，该功能化异氰酸酯胶束可与水性高分子稳定复合，并在应用条件下反应致活实现交联固化。系统研究聚合物分子结构NCO/OH摩尔比、分子量、亲水基团含量以及封闭剂种类和性质对封闭异氰酸酯纳米胶束在水溶液中分散稳定性的影响规律及稳定机制；考察在常规人造板制造条件下封闭异氰酸酯纳米胶束水稳定液的升温致活条件并揭示其反应致活机理，阐明聚合物结构与胶接性能之间的内在联系，为新型环保水性高分子-异氰酸酯胶黏剂的开发与应用奠定基础。

项目研究了基于低成本、环保型水性高分子胶黏剂功能化异氰酸酯交联剂的制备、稳定机制以及反应致活机理，并将其与水性高分子稳定复合，为环保人造板制造用新型单组分水性高分子复合型胶黏剂开辟了一条新的制造途径。项目通过分子设计将异氰酸基进行封闭保护的同时在预聚体分子结构中引入亲水性基团，经自乳化成功制备了水性封闭型异氰酸酯纳米胶束。系统研究了反应条件如NCO/OH摩尔比、亲水基团含量、中和度等以及异氰酸酯、封闭剂结构和性质等对封闭异氰酸酯纳米胶束形貌结构及其在水溶液中分散稳定性的影响及稳定机制；考察了封闭异氰酸酯胶束的解封闭特性以及胶束结构对反应致活特性的影响；实现了封闭异氰酸酯胶束与水性高分子的稳定复合，及其中低温解封闭释放异氰酸酯基参与胶接固化反应，为单组份环保水性高分子-异氰酸酯胶黏剂的开发与应用奠定了基础。所研发的一种适合于胶接木快速胶接和人造板材生产加工用绿色环保型高频固化水性高分子复合胶黏剂对于促进我国林产工业的可持续健康发展具有重要的现实意义。