水性聚氨酯发展概况

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1、水性聚氨酯发展概况水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶丁•水或分散于水中而形成的胶粘剂，有人也称水性聚氨酯为水系聚氨酯或水棊聚氨酯。依其外观和粒径，将水性聚氨酯分为三类：聚氨酯水溶液（粒径V0.00lum,外观透明）、聚氨酯分散液（粒径0.001-0.1urn,外观半透明）、聚氨酯乳液（粒径>0.1,外观白浊）。但习惯上后两类在有关文献资料中又统称为聚氨酯乳液或聚氨酯分散液，区分并不严格。实际应川屮，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。由于聚氨酯类胶粘剂具有软驶度等性能可调节性好以及耐低温、柔韧性好、粘接强度

2、大等优点，用途越來越广。H前聚氨酯胶粘剂以溶剂型为主。有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使川时造成空气污染，具有或多或少的毒性。近10多年来，保护地球环境舆论压力与口俱增,一些发达国家制订了消防法规及溶剂法规，这些因素促使世界各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行水性聚氨酯胶粘剂的开发。水性聚氨酯以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。聚氨酯从30年代开始发展，而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年DuPont公司的研究人员将端异亂酸酯基团聚氨酯

3、预聚体的甲苯溶液分散于水，用二元胺扩链，合成了聚氨酯乳液。当时，聚氨酯材料科学刚刚起步，水性聚氨酯还未受到重视，到了六、七十年代，对水性聚氨酯的研究开发才开始迅速发展，1967年首次出现于美国市场，1972年已能人批量生产。70-80年代，美、徳、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用，一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应，如徳国Bayer公司的碱酸型阴离子聚氨酯乳液ImPranil和DispcrcollKA等系列、Hocchsl公司的Acrym系列、美国Wyandotte化学公司的X及E

4、等系列，日本大日本油墨公司的HydranHW及AP系列、日本公司的聚氨酯乳液CVC36及水性乙烯基聚氨酯胶粘剂CU系列、H本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶粘剂KR系列等等。在水性类胶粘剂中，我国H前仍以聚丙烯酸脂类乳液胶、聚乙烯醋酸乙烯类乳液胶、水性三醛树脂等胶粘剂为主。有柔韧性好等特点，有较大的发展前途。水性聚氨酯的分类山于聚氨酯原料和配方的多样性，水性聚氨酯开发40年左右的时间，人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯品种繁多，可以按多种方法分类。1.以外观分水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散

5、液、聚氨酯水溶液。实际应川最多的是聚氨酯乳液及分散液，本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液，其外观分类如表5所示。表5水性聚氨酯形态分类名称水溶液分散液乳液状态溶解一胶体分散分散外观透明半透明乳口白浊粒径，umV0.001100-10000.001-0.1分子量数千一20万>0.1>50002.按使用形式分水性聚氨酯胶粘剂按使用形式口j分为单组分及双组分两类。口jrr•接使用，或无需交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯称为单组分水性聚氨酯胶粘剂。若单独使用不能获得所需的性能，必须添加交联剂；或者一般单组分水性聚

6、氨酯添加交联剂后能提高粘接性能,在这些情况中，水性聚氨酯主剂和交联剂二者就组成双组分体系。3.以亲水性慕团的性质分根据聚氨酯分子侧链或主链上是否含有离子基团，即是否属离子键聚合物（离聚物），水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型、非离子型。含阴、阳离子的水性聚氨酯乂称为离聚物型水性聚氨酯。（1）阴离子型水性聚氨酯乂可细分为碱酸型、竣酸型，以侧链含离了基因的居多。人多数水性聚氨酯以含竣基扩链剂或含磺酸盐扩链剂引人竣基离了及磺酸离子。（2）阳离子型水性聚氨酯一般是指主链或侧链上含有钱离子（一般为季鞍离子）或毓离子的水性

7、聚氨酯，绝大多数情况是季钱阳离子。而主链含钱离子的水性聚氨酯的制备一般以采川含叔胺皋团扩链剂为主，叔胺以及仲胺经酸或烷基化试剂的作用，形成亲水的钱离子。还可通过含氨基的聚氨酯与坏氧氯丙烷及酸反应而形成钱离子。（3）非离子型水性聚氨酯，即分子中不含离子基团的水性聚氨酯。非离子型水性聚氨酯的制备方法有：①普通聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液在乳化剂存在下进行高剪切力强制乳化;②制成分了屮含有非离子型亲水性链段或亲水性慕I才I，亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯，亲水性皋团一般是疑「卩基。（4）混合型聚氨酯树脂分子结构

8、中同时具有离于型及非离子型亲水基团或链段。4.以聚氨酯原料分按主要低聚物多元醇类型可分为聚瞇型、聚酯型及聚烯坯型等，分别指采川聚醯多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作为低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。还有聚聚酯、聚醸一聚丁二烯等混合以聚氨酯的异氟酸酯原料分，可分为芳香族异氧酸酯型、脂肪族异秋酸酯型、脂环族异氛酸酯型。按具体原料还可细分，如TDI型、HDI型，等等。5.按聚氨酯树脂的整体