水性聚氨酯膠黏劑

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1、水性聚氨酯膠黏劑聚氨酯膠黏劑包括多異氰酸酯溶液膠，熱塑性聚氨酯溶液膠，反應型單、雙組分聚氨酯溶液膠，無溶劑型聚氨酯液體膠，水分散型、熱熔型和反應熱熔型聚氨酯膠等。目前，聚氨酯膠黏劑主要應用的是熱塑性聚氨酯溶液膠和反應型單、雙組分聚氨酯溶液膠。聚氨酯膠黏劑的非有機溶劑化有3個途徑：水性化，熱熔化和100%液體化。在這3個途徑中，以水作溶劑代替有機溶劑的水性化由于應用工藝和條件與原溶劑型膠黏劑差別不大，有獨特的優(yōu)點，現(xiàn)在已得到迅速發(fā)展1.分類按照較成熟的應用形態(tài)區(qū)分，水性聚氨酯膠黏劑目前可分為3類：

2、(1)可水分散性多異氰酸酯膠黏劑，其主要成分為含親水基團、可自動分散于水的多異氰酸酯；其主要用于人造板制造和其他類型水性聚氨酯膠黏劑的固化劑；(2)乙烯基聚氨酯水性膠黏劑，其是乙烯基水性高分子乳液-多異氰酸酯雙組分膠黏劑，主要用于木材粘接；(3)水分散性聚氨酯(PUD)膠黏劑。水性聚氨酯根據(jù)外觀可分為乳液型聚氨酯、聚氨酯水分散液和水溶性聚氨酯。按聚氨酯的異氰酸酯原料分，可以分為芳香族異氰酸酯型、脂肪族異氰酸酯型、脂環(huán)族異氰酸酯型。水性聚氨酯根據(jù)其主鏈或側鏈是否含有離子基團而被分為陰離子型聚氨酯乳

3、液、陽離子型聚氨酯乳液和非離子型聚氨酯乳液。2.制備2.1原料：（1）多異氰酸酯常用的是芳香族二異氰酸酯和脂肪族或脂環(huán)族二異氰酸酯。（2）聚合物多元醇常用的低聚物多元醇一般以聚醚多元醇和聚酯多元醇為主。（3）親水擴鏈劑其可使水性聚氨酯具有良好的水分散性和自乳化性,按引入親水基團的種類分為陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性型,應用較多、相對效果較好的是陰離子試劑。此外,還有小分子擴鏈劑、溶劑、催化劑、交聯(lián)劑、成鹽劑等助劑。2.2制備方法:(1)乳化法通常采用兩種乳化方式:一是將制備完畢的有機溶劑型

4、聚氨酯在有乳化劑的高剪切力乳化設備中,用外部機械力制成聚氨酯水乳液(外乳化法)。此法制得的聚氨酯乳液粒徑較大,一般大于1微米。二是在預聚體基團上引入表面活性劑基團,使合成出的聚氨酯具有親水性(內乳化法)。常少的表而活性劑基團有:磺酸鹽型、羧酸鹽型、,叔胺型、兩性型及非離子聚乙二醇型。此法制得的聚氨酯乳液粒徑小,可用羧甲基纖維素、聚乙烯醇等作為乳化保護劑,提高乳液穩(wěn)定性。（2）丙酮法疏水型預聚體在丙酮存在下與親水單體擴鏈反應制得高聚物,同時加入丙酮稀釋反應混合物,再向系統(tǒng)內加水,攪拌,形成連續(xù)的水

5、相及被丙酮溶脹的不連續(xù)聚氨酯微粒相,最后蒸去丙酮。該方法制得的水性聚氨酯重復性好,乳液粒徑均勻,分散性好,但該法需使用大量丙酮,溶劑回收工藝復雜,危險系數(shù)高.(3)保護反應活性的水系聚氨酯端基為異氰酸酷的聚氨酯遇水將發(fā)生擴鏈反應,在放出二氧化碳的同時形成脲基。為此,采用某些化合物先將一NCO基封閉,制成一種部分封閉式雙封端NCO的聚氨酯預聚體,使其能在水中乳化,擴鏈、引入基團,然后通過加熱解閉,使異氰酸酯再生進行交聯(lián)反應,常用封閉劑有:酸類、叔醇類,亞硫酸鹽及低分子量的胺類和醋酸酯類（4）熔融分

6、散法將制得的含離子基團的端脲基低聚物在熔融狀態(tài)下季胺化、羥甲基化后加水形成穩(wěn)定的乳液,降低pH值使其發(fā)生縮聚反應,形成高分子質量的聚氨酯。該方法工藝簡單,容易控制,在制備過程中不需要使用溶劑,對環(huán)境無污染,適應性強,但此法反應溫度較高。3.改性方法3.1丙烯酸酯改性丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制備方法有以下5種：①PA與PU直接進行物理共混；②外加交聯(lián)劑，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混復合乳液；③以聚氨酯乳液為種子乳液，進行丙烯酸酯乳液聚合，形成具有核-殼結構的PUA復合乳液；④兩種乳液以分子線度互相滲透

7、，然后進行反應，形成高分子互穿網(wǎng)絡的PUA復合乳液；⑤接枝共聚。3.2環(huán)氧樹脂改性傳統(tǒng)水性聚氨酯分子鏈中含有離子基團，并且分子鏈為線性結構，很少交聯(lián)支化，導致膠膜的耐化學品性和耐水性不良。因此，可用環(huán)氧樹脂對其進行改性。環(huán)氧樹脂改性水性聚氨酯的制備方法主要有兩種：機械共混和共聚法。共混法中環(huán)氧樹脂與聚氨酯之間沒有化學鍵的結合。3.3有機氟改性由于氟原子半徑小、電負性強、碳氟鍵鍵能高，在聚合物分子主鏈上引入含氟烷基側鏈制備的含氟聚合物乳液，其乳膠膜在保持原有的本體特性基礎上，具備了突出的表面性能。

8、由于含氟側鏈取向朝外并且定向排列，對主鏈和內部分子可形成屏蔽保護，有效提高了聚合物涂層的的低表面能性、潤滑性、耐化學品性以及疏水疏油、抗沾污性和良好的生物相容性。3.4有機硅改性有機硅聚合物最顯著的特點是耐氧化性和低表面能，即耐候性好并能產(chǎn)生優(yōu)良的疏水性。用有機硅改性可以彌補水性聚氨酯耐水解性稍差的缺陷，使改性水性聚氨酯表現(xiàn)出良好的憎水性、表面富集性、低溫柔順性、生物穩(wěn)定性。有機硅改性水性聚氨酯主要有共混改性和共聚改性兩種方法。共混改性是通過水性聚氨酯和有機硅乳液物理混合來實現(xiàn)的；而共聚改性是