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Water-based polyurethane adhesive films with enhanced bonding strength capable of in situ and high-efficient deposition on metal surface

材料科学 乳状液 胶粘剂 聚氨酯 质量分数 粘结强度 复合材料 粘接 粘结强度 原位 聚己内酯 化学工程 金属 聚合物 图层(电子) 有机化学 冶金 化学 工程类
作者
Dan Wang,Jiangyan Li,Yaokai Wang,Ahmed Olalekan Omoniyi,Ziwei Fu,Jianfu Zhang,Zhong‐Min Su
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:431: 134055-134055 被引量:42
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.134055
摘要

Producing high-efficient, low-cost, and green water-based adhesives with enhanced bonding performance still remains highly challenging. In this study, waterborne polyurethane (WPU) adhesive films with long-term stability are in situ fabricated on a metal substrate by a facile and high-efficiency preparation method known as demulsification-induced fast solidification (DIFS). The bonding strength of adhesive films was enhanced by constructing multiple cross-linked structures between polycarbodiimide (PCD) and WPU, which determines the cohesive force of the adhesive films. The bonding strength obtained for WPU-L/PCD-0.1 (L: polycaprolactone, 0.1 represents the PCD mass fraction to emulsion) adhesive film is>2.40 ± 0.21 MPa (stock-break failure mode) at room temperature for 120 d, satisfactory for stable connections. Moreover, the cross-linked adhesive film exhibits an excellent water-resistance performance because PCD and hydrophilic carboxyl groups of WPU form a cross-linking network to eliminate the hydrophilic carboxyl groups. We expect that this new type of adhesive film will be useful for metal bonding and metal protection coatings applications.
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