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1、水性聚氨酯胶粘剂的开发与应用研究进展ZHANJIE2007,28(5)水性聚氨酯胶粘剂的开发与应用研究进展杜郢,代飞,沈千红(江苏工业学院化工系,江苏常州213016)摘要:简述了水性聚氨酯胶粘剂的定义,及其在植绒、多种层压制品、复合包装、木材粘接、鞋用以及压敏胶等方面的应用。介绍了水性聚氨酯胶粘剂的研究现状及多种改性方法的技术特点,如:丙烯酸酯改性、环氧改性、聚硅氧烷改性、纳米材料复合改性等。指出了水性聚氨酯胶粘剂的发展方向。关键词:水性聚氨酯;胶粘剂;改性;应用++中图分类号:TQ433.432;TQ436.5文献
2、标识码:A文章编号:1001-5922(2007)05-0032-04水性聚氨酯胶粘剂(简称PU胶)是水性胶粘剂中的重要1.3聚氨酯水溶液一类,以其优良的粘接性、突出的耐油、耐冲击、耐磨、耐低温聚氨酯水溶液是指所生成的聚氨酯分子溶于水中而形等特性,近年来得到了迅速发展。成的溶液。其粒径<0.001μm,外观透明,稳定性良好。但由于聚氨酯水溶液中聚合物的亲水性好,致使其胶膜的耐水1水性PU胶的定义及分类性等性能比前2者差,而且工艺复杂,成本也较高,其应用受水性PU胶是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶到了限制。粘剂。其
3、分类方法很多,按外观和粒径可分为3类,即聚氨酯乳液、聚氨酯分散液和聚氨酯水溶液。实际应用最多的是2水性聚氨酯胶粘剂的现状及应用[1]聚氨酯乳液和分散液。国外在20世纪50年代就开始了水性PU胶的研究,直1.1聚氨酯乳液到80年代才在技术上取得突破,90年代推向市场[2]。我国聚氨酯乳液是指水分散体中含有乳化剂的聚氨酯分散的研究始于20世纪70年代初,近年来研究工作十分活跃,但体系。可通过外乳化法制得。其粒径>0.1μm,外观白浊。与国外水平相比,仍处于开发阶段[3]。由于这种聚氨酯不易溶于水,因此需通过强力搅拌,依靠剪
4、随着经济高速发展,环保要求越来越高,国内许多单位切力和大量乳化剂作用将聚氨酯强制乳化分散于水中。大都积极投入到水性聚氨酯的研发中,据不完全统计,目前我多数外乳化聚氨酯乳液的产品粒径粗大,且亲水性小分子乳国水性PU胶粘剂的科研、生产单位已有上百家。水性PU胶化剂的残留,会影响固化后聚氨酯胶膜的性能,现在已经逐粘剂具有耐低温、柔韧性、粘接性能好、胶膜物性可调节范围步向自乳化聚氨酯分散液方向发展。宽等优点,已在植绒、多种层压制品的粘合(包括薄膜、织物、1.2聚氨酯分散液棉或化纤、无纺布、纸张、食品包装复合塑料薄膜等)、汽车内
5、通常将不含有乳化剂的聚氨酯分散体叫水性聚氨酯分[4]饰材料的粘接、木工、压敏胶、制鞋等领域得到广泛应用。散体,或聚氨酯分散液,其粒径在0.001～0.1μm,外观半透2.1植绒胶粘剂明,可通过内乳化或自乳化法制得。采用带有成盐亲水基团水性聚氨酯具有优良的柔韧性,性能超过了丙烯酸乳液的物质与预聚体的—NCO基团反应生成亲水的聚氨酯盐,这[5]胶粘剂,可用作植绒胶。如许戈文等人研制出的环氧改性种聚氨酯盐不用加入乳化剂,经搅拌可直接分散于水中得到聚氨酯阳离子乳液体系,其粘附力、耐水性、耐溶剂性、手感半透明分散体。根据聚氨酯分
6、子中所引入的亲水基团的不等方面性能优异。同,又可将其分为阴离子型、阳离子型和非离子型。在成膜2.2层压制品及复合包装过程中水分逐渐被排除,其分子链间及离子基团间呈有规律聚氨酯胶粘剂中含有异氰酸酯基(-NCO)和氨基甲酸的排布,不但存在静电作用和氢键力,而且分子之间还发生酯基(-NHCOO-),与含有活性氢的材料有着优良的粘接交联反应,形成网络结构。由于没有乳化剂的存在,这些粒力,还可与被粘材料产生氢键作用,使粘合更加牢固。聚氨子对机械搅拌、加热或稀释的敏感性不大,耐电解质;胶膜牢酯胶粘剂的配方可调,胶层从柔性到刚性可任
7、意调整,适合固且富有弹性,粘附力强。多种材料复合包装及层压复合的要求。另外由于胶膜气味收稿日期:2007-05-10小、无毒,特别适用于食品包装复合薄膜及装饰用复合胶粘作者简介:杜郢(1957-),女,高级工程师,从事胶粘剂、特种蜡、切削液及油田化学等研究工作,发表论文30余篇。剂。·32·综述粘接2007,28(5)[9]安徽大学绿色高分子材料重点实验室研制的PU25080接性能,还可降低成本。水性聚氨酯胶粘剂可用于磁卡层压、织物处理、材料粘合等为了更好地提高水性聚氨酯胶粘剂的综合性能,优化复[10]领域,固含量(3
8、0±1)%,pH值6～9,断裂伸长率>400%,拉合改性方法最为引人注目。其方法可分为:丙烯酸改性、[11]伸强度>13MPa。环氧树脂改性、聚硅氧烷改性、纳米材料复合改性等。2.3木材胶粘剂3.1丙烯酸改性木材加工是胶粘剂最大的应用领域。胶合板、纤维板、虽然水性PU胶粘剂具有耐低温、柔韧性好等优点,但其刨花板常用的胶粘剂有脲醛、
