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1、探究水性聚氨酯膠黏劑的設(shè)計開發(fā)及應(yīng)用分析李滿林(廣東泰強(qiáng)化工實業(yè)有限公司，廣東清遠(yuǎn)511542)摘要：可持續(xù)發(fā)展理念的深化，使得人們的環(huán)保意識持續(xù)增強(qiáng)，各類環(huán)保產(chǎn)品也隨之出現(xiàn)。作為一種高性能環(huán)保型的膠黏劑，水性聚氨酯膠黏劑具有良好的耐油、耐磨、耐低溫特性，可以有效替代傳統(tǒng)的溶劑型膠黏劑。本文結(jié)合水性聚氨酯膠黏劑的分類，對其開發(fā)和應(yīng)用進(jìn)行了簡單分析。關(guān)鍵詞：扣}生聚氨酯膠黏劑；設(shè)計開發(fā)；應(yīng)用最近幾年，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下，對于人工合成膠黏劑的研究，主要集中在環(huán)保化和高性能化兩個方面，水性聚氨酯膠黏劑也因此
2、憑借本身較好的綜合性能受到了越來越多的重視，加強(qiáng)對于水性聚氨酯膠黏劑的開發(fā)和應(yīng)用，對于推動可持續(xù)發(fā)展意義重大。l水性聚氨酯膠黏劑的分類水性聚氨酯膠黏劑簡稱水性Pu膠，主要是將聚氨酯分散或者溶于水中而形成的一種高性能膠黏劑，相比較傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯膠黏劑而言，水性Pu膠的制備不需要溶劑，而且基本不會產(chǎn)生污染，粘接力強(qiáng)，便于實現(xiàn)改性，具有耐油、耐磨、耐低溫等特性，應(yīng)用范圍極廣。依照外觀和粒徑，可以將水性Pu膠分為三種不同的類型，一是聚氨酯乳液，采用外乳化法獲得，外觀白濁，粒徑在0．1燦m以上，在制備過程中，需要通
3、過不斷的攪拌，利用乳化劑本身的作用以及剪切力，將不易溶于水的聚氨酯分散在水體中；二是聚氨酯分散液，也可以稱為水性聚氨酯分散體，其中不含乳化劑，外觀呈半透明狀，粒徑在O．00l一0．1肌m之間，多采用自乳化法或者內(nèi)乳化法獲得；三是聚氨酯水溶液，聚氨酯分子溶進(jìn)了水中，外觀通透，粒徑小于O．00l斗m，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。不過，在聚氨酯水溶液中，聚合物具備良好的親水性，因此耐水性相對較差，而且受本身復(fù)雜工藝和高成本的制約，應(yīng)用有限【”。2水性聚氨酯膠黏劑的開發(fā)在當(dāng)前的技術(shù)條件下，水性Pu膠的開發(fā)和制備方法是多種多樣的
4、，這里選擇幾種比較常見的方法進(jìn)行簡單分析。2．1乳化法一是外乳化法，主要是通過相應(yīng)的乳化劑，對溶入了聚氨酯的有機(jī)溶劑進(jìn)行剪切和乳化，不僅反應(yīng)時間較長，而且對于乳化劑的需求極大，如果采用的是高分子乳化劑，受其本身較差的分散性的影響，無論是性能還是儲存的穩(wěn)定性都不是很理想；二是自乳化法，不需使用乳化劑，二是直接將親水基團(tuán)接枝到預(yù)聚體上，從而得到水性聚氨酯乳液，通過對親水基團(tuán)數(shù)量和類型的調(diào)整，能夠使得膠黏劑的性能發(fā)生改變，從而對其適用范圍進(jìn)行拓展。2．2丙酮法丙酮法的基本原理，是將預(yù)聚體在丙酮下與親水單體進(jìn)行擴(kuò)鏈反
5、應(yīng)，然后在得到的高聚物中加入丙酮，稀釋后繼續(xù)加水?dāng)嚢?，最后去除其中的丙酮，得到水性聚氨酯膠黏劑。相比較其他方法，丙酮法得到的產(chǎn)品重復(fù)性能好、分散性好同時乳液的粒徑相對均勻，不過，由于需要使用的丙酮數(shù)量巨大，存在著一定的危險性，而且工藝較為復(fù)雜，操作繁瑣。2．3預(yù)聚體混合法主要是將親水成分接枝在預(yù)聚體上，然后在乳化的同時，加入擴(kuò)鏈劑，促進(jìn)鏈增長，就能夠得到相對穩(wěn)定的水性聚氨酯乳液。該方法得到的產(chǎn)品性能穩(wěn)定，而且不需使用任何的有機(jī)溶劑，在減少污染的同時，降低了產(chǎn)品的成本81。2．4熔融分散法也可以稱之為熔體分散法
6、，基本原理是將含有離子集團(tuán)的端脲基低聚物熔融，然后進(jìn)行羥甲基化和季胺化，在水溶劑中形成乳液，然后通過降低pH值的方式，引發(fā)縮聚反應(yīng)，制備出相應(yīng)的聚氨酯聚合物。這種制備方法同樣不使用有機(jī)溶劑，環(huán)保性能良好，而且工作簡單易操作，產(chǎn)品的質(zhì)量能夠得到保障。3水性聚氨酯膠黏劑的應(yīng)用3．1復(fù)合包裝與溶劑型聚氨酯膠黏劑相比，水性聚氨酯膠黏劑具有成本低廉，清潔環(huán)保的特性，通過配料比例的變化，可以調(diào)節(jié)膠層的硬度，能夠滿足多種材料符合包裝的要求，而且水性聚氨酯膠黏劑形成的膠膜無毒無味，在食品包裝領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。3．2木材膠黏劑在木
7、材加工領(lǐng)域，比較常見的膠黏劑有三聚氰胺一甲醛、酚醛樹脂膠等，而在使用三醛樹脂進(jìn)行木材粘合時，需要首先對木材進(jìn)行干燥處理，將其水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到2％以下，否則可能會在壓制過程中出現(xiàn)爆裂。不僅如此，三醛樹脂會產(chǎn)生甲醛，不僅污染環(huán)境，而且嚴(yán)重威脅著人們的身體健康。與之相比，水性聚氨酯膠黏劑可以完成室溫環(huán)境下的木材膠接，初粘性高，對于木材的含水量沒有嚴(yán)格要求，而且膠層具有良好的耐熱性和耐老化性。3．3壓敏膠水性壓敏膠具有耐寒、耐老化、無毒等有點，穩(wěn)定性較好，可以用于膠帶、不干膠標(biāo)簽等的制作，在建筑、車輛、家具等方面有
8、著廣泛的應(yīng)用。3．4鞋用膠黏劑事實上，受技術(shù)條件的限制，一直以來，我國自主生產(chǎn)的水性PU膠質(zhì)量較差，無論是固化速度、初粘性還是耐熱性、耐水性等，都比不上溶劑型聚氨酯膠，因此，鞋用水性PU膠一般都是進(jìn)口產(chǎn)品。不過，最近幾年，相關(guān)單位加大了對于鞋用水性Pu膠的研究，開出的產(chǎn)品基本能夠滿足實際應(yīng)用需求網(wǎng)。4結(jié)語總而言之，水性聚氨酯膠黏劑具有非常顯著的優(yōu)點，在許多領(lǐng)域中都發(fā)揮著非常重要的作用，相關(guān)部門應(yīng)該加
