水性聚氨酯膠黏劑的改性方法分析

水性聚氨酯

　　是一種把水當作分散介質的聚氨酯體系。水性聚氨酯膠黏劑的溶劑為水，具有無污染，無毒性，良好的相容性，優良的機械性能，容易改性等優點，因而被當作環保型涂料和膠黏劑而得到廣泛的應用。盡管水性聚氨酯膠黏劑有很多的優點，但是仍然無法避免出現不足之處。水性聚氨酯膠黏劑的成膜速度相對較慢，初黏力較低等缺點，另外水性聚氨酯膠黏劑還存在著較差的耐水性和耐溶劑性，硬度較低，手感不佳等缺點。因此，多年來我國的研究機構和研究人員都對水性聚氨酯膠黏劑的改性進行深入研究，旨在提高水性聚氨酯的性能，改進不足，擴大應用領域。目前，國內外的水性聚氨酯膠黏劑改進方法主要有環氧樹脂改性、有機硅改性、丙烯酸改性、納米材料改性等。

　　一、國內外水性聚氨酯膠黏劑的研究現狀及存在的問題

水性聚氨酯

　　膠黏劑雖然無毒環保，但是其在具體的使用當中仍然存在著許多的問題，有待進一步的改進。

　　1.1固含量相對較低

　　當前我國的水性聚氨酯膠黏劑中固含量比較低，大多數僅僅占30%左右，致使水性聚氨酯膠黏劑的干燥速度降低，同時運輸費用增高。提高其固含量，有利于提高它的干燥速度，但是這通常又會引起黏度過大，乳液分散相對困難，降低穩定性等問題。如何解決這些問題，是研究者們的一個重要課題。

　　1.2 固化速度相對較慢

　　因水性聚氨酯膠黏劑的分散介質是水，而水的揮發速度和干燥速度比較慢，這導致水性聚氨酯膠黏劑的固化速度變慢，增加了能量的消耗，同時生產效率也有了很大的降低。

　　1.3 初黏性較低

　　水性聚氨酯膠黏劑的初黏性較低這一缺點制約著它的廣泛使用。可通過加入增稠劑的方法提高它的初黏性。

　　1.4 耐水性以及耐熱性較差

　　大多數水性聚氨酯膠黏劑的分子成分中都含有親水因子，同時其成分一般都具有熱塑性，這導致水性聚氨酯膠黏劑的耐水性和耐熱性都比較差。

　　1.5 潤濕性和穩定性差

　　由于水性聚氨酯膠黏劑中含水量很大，這導致其表面的潤濕性相對較差。同時水性聚氨酯膠黏劑的存儲穩定性能也比較差，有很多地方需要我們進一步的改進。

　　水性聚氨酯膠黏劑雖然有許多的優良性能，但是仍然存在很大的缺陷。沒有經過改性處理的水性聚氨酯膠黏劑在初黏力、固化速度、潤濕性、耐水性、耐熱性等方面存在著嚴重的不足。為使水性聚氨酯膠黏劑得到更廣泛的應用，改善其性能，近些年眾多的研究者對其改性進行了深入的研究。當前的研究者主要針對特定的用途對水性聚氨酯膠黏劑有針對的進行改性處理。現今的改良主要是針對其力學性能、耐水性能耐熱性能和耐化學品腐蝕的性能。

　　二、水性聚氨酯膠黏劑的改性方法

　　2.1水性聚氨酯膠黏劑的環氧樹脂改性法

水性聚氨酯

　　未經改性的膠黏劑的分子內含有離子基團，致使其耐水性和耐化學腐蝕的性能相對較差。環氧樹脂具有熱穩定性好、耐化學腐蝕、強度高等優點，用環氧樹脂對水性聚氨酯膠黏劑進行改性可使其力學性能、耐水性和耐化學腐蝕的特性有很大的提高。環氧樹脂改性的制備方式有機械共混法和共聚法兩類。經環氧樹脂改性處理的水性聚氨酯膠黏劑力學強度高，化學穩定性優良，固化速度快，熱穩定性相對較好等優點。

　　2.2水性聚氨酯膠黏劑的有機硅改性法

　　有機硅樹脂具有耐高溫和耐水解的性能，并且具有較低的表面張力和較好的相容性以及抗氧化性。用有機硅對水性聚氨酯膠黏劑進行改性處理可以改善其熱穩定性、化學穩定性，增強其憎水性以及其富集性和柔順性。根據其改性方式的不同可分為共混改性與共聚改性這兩種方式。利用水性聚氨酯同有機硅混合進行改性的方式稱為共混改性，利用氨基硅油等聚硅氧烷低聚物和多異氰酸酯結合成的聚合物進行改性處理的方式稱為共聚改性。經過有機硅的改性處理，水性聚氨酯膠黏劑的耐水性，耐化學腐蝕性，熱穩定性能以及力學性能都有了很大的提高。

　　2.3 水性聚氨酯膠黏劑的丙烯酸酯改性法

　　丙烯酸酯聚合物具有優良的耐光性和耐酸堿性，耐紫外光線照射，在強光照射下也不易分解。經丙烯酸酯改性的水性聚氨酯在性能上實現互補，明顯改善了其硬度、強度、耐熱性、耐水性、以及黏結性等各方面的性能。改性后的水性聚氨酯膠黏劑具有高的抗拉強度和抗沖擊強度，并且具有優良的耐磨性和耐光性，耐候性也有了很大的提高。另一方面，經過改性水性聚氨酯膠黏劑的制作成本大大的降低，該方法在涂料以及鞋用膠等行業中得到廣泛的應用。

　　2.4 水性聚氨酯膠黏劑的納米材料改性法

　　納米材料作為一種新興起的優良材料具有光學效應、尺寸效應、良好的表面效應等許多特殊的性能。納米材料有很強的力學性能和穩定性。納米材料的制備方式主要有共混法、插層法、溶膠—凝膠法等幾種方法。經過納米材料改性之后，提高了水性聚氨酯膠黏劑的耐沖擊力，附著力，耐老化性，耐腐蝕性以及強的抗紫外線性能。納米材料改性法因其優良的性能，可以在航天、船舶等高端產品中應用。

　　2.5水性聚氨酯膠黏劑的有機氟改性法

　　經過有機氟改性處理的水性聚氨酯，在成膜后，膠膜表面形成一層氟原子膜，使得膠膜表面的表面能顯著降低，同時提高了膠膜的耐水性以及耐化學腐蝕的性能。該方法主要應用在皮革品的防水涂料上。

　　2.6水性聚氨酯膠黏劑的復合改性法

　　復合改性法是指利用環氧樹脂和氨基硅烷兩者的合成物對水性聚氨酯進行改性處理的一種方式。該方式結合了丙烯酸酯改性法、環氧改性法和有機硅改性法三種方法的優點，使得水性聚氨酯膠黏劑各個方面的性能都有了很大的提高。該方法因其獨特的性能，很受各方的歡迎，近些年有很多研究者都致力于該方法的研究上。

　　2.7 水性聚氨酯膠黏劑的超支化預聚體改性法

水性聚氨酯

　　作為一種新型的聚合物，該材料具有活性，黏結性非常好，并且熔點較低，黏度也相對較低，易于溶解等優點。經過超支化預聚體改性處理的膠黏劑其耐水性、力學性能以及熱穩定性都有了很大的提高。同時，目前各國研究者也正致力于該方法的研究。

　　三、結語

　　由于其優越的綜合性能，水性聚氨酯膠黏劑近年來受到各國研究者的廣泛關注。經過多年的發展，水性聚氨酯膠黏劑已經成為一種非常重要的材料。隨著科技的不斷發展，我們對水性聚氨酯膠黏劑綜合性能的要求也越來越高。針對水性聚氨酯膠黏劑目前存在的諸多不足之處，對于水性聚氨酯膠黏劑的改性我們更應該注意以下幾個方面。一是要注重高固含量的水性聚氨酯膠黏劑的改性，二是加強天然高分子的水性聚氨酯的改性處理，同時要加強無機納米材料的水性聚氨酯改性方法。相信通過我國研究者的不斷研究改進，我國的水性聚氨酯膠黏劑改性技術一定會變得更加完善。