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水性聚氨酯的發(fā)展概況

文章出處：原創(chuàng)網(wǎng)責任編輯：小莉作者：小莉人氣：-發(fā)表時間：2014-07-18 15:53:00

由于水性聚氨酯原料和配方的可多樣化，由水性聚氨酯也能制得從軟質(zhì)到硬質(zhì)的干膜，不同的品種其強度性質(zhì)亦不相同。

一般來說，水性聚氨酯的固態(tài)強度比溶劑型聚氨酯制品的強度差，但通過原料、配方、工藝的選擇，能使水性聚氨酯的性能與溶劑型相媲美。

水性聚氨酯膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑，有人也稱水性聚氨酯為水系聚氨酯或水基聚氨酯。依其外觀和粒徑，將水性聚氨酯分為三類：聚氨酯水溶液(粒徑<0.001um，外觀透明)、聚氨酯分散液(粒徑0.001-0.1 um，外觀半透明)、聚氨酯乳液(粒徑>0.1 ，外觀白濁)。但習慣上后兩類在有關文獻資料中又統(tǒng)稱為聚氨酯乳液或聚氨酯分散液，區(qū)分并不嚴格。實際應用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。

　　由于聚氨酯類膠粘劑具有軟硬度等性能可調(diào)節(jié)性好以及耐低溫、柔韌性好、粘接強度大等優(yōu)點，用途越來越廣。目前聚氨酯膠粘劑以溶劑型為主。有機溶劑易燃易爆、易揮發(fā)、氣味大、使用時造成空氣污染，具有或多或少的毒性。近10多年來，保護地球環(huán)境輿論壓力與日俱增，一些發(fā)達國家制訂了消防法規(guī)及溶劑法規(guī)，這些因素促使世界各國聚氨酯材料研究人員花費相當大的精力進行水性聚氨酯膠粘劑的開發(fā)。

　　水性聚氨酯以水為基本介質(zhì)，具有不燃、氣味小、不污染環(huán)境、節(jié)能、操作加工方便等優(yōu)點，已受到人們的重視。

　　聚氨酯從30年代開始發(fā)展，而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年Du Pont公司的研究人員將端異氰酸酯基團聚氨酯預聚體的甲苯溶液分散于水，用二元胺擴鏈，合成了聚氨酯乳液。當時，聚氨酯材料科學剛剛起步，水性聚氨酯還未受到重視，到了六、七十年代，對水性聚氨酯的研究開發(fā)才開始迅速發(fā)展，1967年首次出現(xiàn)于美國市場，1972年已能大批量生產(chǎn)。70-80年代，美、德、日等國的一些水性聚氨酯產(chǎn)品已從試制階段發(fā)展為實際生產(chǎn)和應用，一些公司有多種牌號的水性聚氨酯產(chǎn)品供應，如德國Bayer公司的磺酸型陰離子聚氨酯乳液ImPranil和Dispercoll KA等系列、Hoechst公司的Acrym系列、美國Wyandotte化學公司的X及E等系列，日本大日本油墨公司的Hydran HW及AP系列、日本公司的聚氨酯乳液CVC36及水性乙烯基聚氨酯膠粘劑CU系列、日本光洋產(chǎn)業(yè)公司的水性乙烯基聚氨酯膠粘劑KR系列等等。

　　在水性類膠粘劑中，我國目前仍以聚丙烯酸酯類乳液膠、聚乙烯醋酸乙烯類乳液膠、水性三醛樹脂等膠粘劑為主。有柔韌性好等特點，有較大的發(fā)展前途。

水性聚氨酯膠粘劑的性能特點

　　1.與溶劑型聚氨酯膠粘劑相比，水性聚氨酯膠粘劑除了上述的無溶劑臭味、無污染等優(yōu)點外，還具有下述特點。

　　(1)大多數(shù)水性聚氨酯膠粘劑中不含NCO基團，因而主要是靠分子內(nèi)極性基團產(chǎn)生內(nèi)聚力和粘附力進行固化。而溶劑型或無溶劑單組分及雙組分聚氨酯膠粘劑可充分利用NCO的反應、在粘接固化過程中增強粘接性能。水性聚氨酯中含有羧基、羥基等基團，適宜條件下可參與反應，使膠粘劑產(chǎn)生交聯(lián)。

　　(2)除了外加的高分子增稠劑外，影響水性聚氨酯粘度的重要因素還有離子電荷、核殼結構、乳液粒徑等。?聚合物分子上的離子及反離子(指溶液中的與聚氨酯主鏈、側(cè)鏈中所含的離子基團極性相反的自由離子)越多，粘度越大；而固體含量(濃度)、聚氨酯樹脂的分子量、交聯(lián)劑等因素對水性聚氨酯粘度的影響并不明顯，這有利于聚氨酯的高分子量化，以提高膠粘劑的內(nèi)聚強度。與之相比，溶劑型聚氨酯膠粘劑的粘度的主要影響因素有聚氨酯的分子量、支化度、膠的濃度等。相同的固體含量，水性膠粘劑的粘度較溶劑型膠粘劑小。

　　(3)粘度是膠粘劑使用性能的一個重要參數(shù)。水性聚氨酯的粘度一般通過水溶性增稠劑及水來調(diào)整。而溶劑型膠粘劑可通過提高固含量、聚氨酯的分子量或選擇適宜溶劑來調(diào)整。

　　(4)由于水的揮發(fā)性比有機溶劑差，故水性聚氨酯膠粘劑干燥較慢，并且由于水的表面張力大，對表面疏水性的基材的潤濕能力差。若當大部分水分還未從粘接層、涂層揮發(fā)到空氣中，或者被多孔性基材吸收就遽然加熱干燥，則不易得到連續(xù)性的膠層。由于大多數(shù)水性聚氨酯膠是由含親水性的聚氨酯為主要固體成分，且有時還含水溶性高分子增稠劑，膠膜干燥后若不形成一定程度的交聯(lián)，則耐水性不佳。

　　(5)水性聚氨酯膠粘劑可與多種水性樹脂混合，以改進性能或降低成本。此時應注意離子型水性膠的離子性質(zhì)和酸堿性，否則可能引起凝聚。因受到聚合物間的相容性或在某些溶劑中的溶解性的影響，溶劑型聚氨酯膠粘劑只能與為數(shù)有限的其他樹脂膠粘劑共混。

　　(6)水性聚氨酯膠粘劑氣味小，操作方便，殘膠易清理，而溶劑型聚氨酯膠粘劑使用中有時還需耗用大量溶劑，清理也不及水性膠方便。

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