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(dāng)作分散介質(zhì)的聚氨酯體系。水性聚氨酯膠黏劑的溶劑為水，具有無(wú)污染，無(wú)毒性，良好的相容性，優(yōu)良的機(jī)械性能，容易改性等優(yōu)點(diǎn)，因而被當(dāng)作環(huán)保型涂料和膠黏劑而得到廣泛的應(yīng)用。盡管水性聚氨酯膠黏劑有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是仍然無(wú)法避免出現(xiàn)不足之處。水性聚氨酯膠黏劑的成膜速度相對(duì)較慢，初黏力較低等缺點(diǎn)，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(diǎn)。因此，多年來(lái)我國(guó)的研究機(jī)構(gòu)和研究人員都對(duì)水性聚氨酯膠黏劑的改性進(jìn)行深入研究，旨在提高水性聚氨酯的性能，改進(jìn)不足，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)外的水性聚氨酯膠黏劑改進(jìn)方法主要有環(huán)氧樹脂改性、有機(jī)硅改性、丙烯酸改性、納米材料改性等。

　　一、國(guó)內(nèi)外水性聚氨酯膠黏劑的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

水性聚氨酯

　　膠黏劑雖然無(wú)毒環(huán)保，但是其在具體的使用當(dāng)中仍然存在著許多的問(wèn)題，有待進(jìn)一步的改進(jìn)。

　　1.1固含量相對(duì)較低

　　當(dāng)前我國(guó)的水性聚氨酯膠黏劑中固含量比較低，大多數(shù)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(shí)運(yùn)輸費(fèi)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(huì)引起黏度過(guò)大，乳液分散相對(duì)困難，降低穩(wěn)定性等問(wèn)題。如何解決這些問(wèn)題，是研究者們的一個(gè)重要課題。

　　1.2 固化速度相對(duì)較慢

　　因水性聚氨酯膠黏劑的分散介質(zhì)是水，而水的揮發(fā)速度和干燥速度比較慢，這導(dǎo)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(shí)生產(chǎn)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(diǎn)制約著它的廣泛使用?？赏ㄟ^(guò)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(shù)水性聚氨酯膠黏劑的分子成分中都含有親水因子，同時(shí)其成分一般都具有熱塑性，這導(dǎo)致水性聚氨酯膠黏劑的耐水性和耐熱性都比較差。

　　1.5 潤(rùn)濕性和穩(wěn)定性差

　　由于水性聚氨酯膠黏劑中含水量很大，這導(dǎo)致其表面的潤(rùn)濕性相對(duì)較差。同時(shí)水性聚氨酯膠黏劑的存儲(chǔ)穩(wěn)定性能也比較差，有很多地方需要我們進(jìn)一步的改進(jìn)。

　　水性聚氨酯膠黏劑雖然有許多的優(yōu)良性能，但是仍然存在很大的缺陷。沒(méi)有經(jīng)過(guò)改性處理的水性聚氨酯膠黏劑在初黏力、固化速度、潤(rùn)濕性、耐水性、耐熱性等方面存在著嚴(yán)重的不足。為使水性聚氨酯膠黏劑得到更廣泛的應(yīng)用，改善其性能，近些年眾多的研究者對(duì)其改性進(jìn)行了深入的研究。當(dāng)前的研究者主要針對(duì)特定的用途對(duì)水性聚氨酯膠黏劑有針對(duì)的進(jìn)行改性處理。現(xiàn)今的改良主要是針對(duì)其力學(xué)性能、耐水性能耐熱性能和耐化學(xué)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(huán)氧樹脂改性法

水性聚氨酯

　　未經(jīng)改性的膠黏劑的分子內(nèi)含有離子基團(tuán)，致使其耐水性和耐化學(xué)腐蝕的性能相對(duì)較差。環(huán)氧樹脂具有熱穩(wěn)定性好、耐化學(xué)腐蝕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，用環(huán)氧樹脂對(duì)水性聚氨酯膠黏劑進(jìn)行改性可使其力學(xué)性能、耐水性和耐化學(xué)腐蝕的特性有很大的提高。環(huán)氧樹脂改性的制備方式有機(jī)械共混法和共聚法兩類。經(jīng)環(huán)氧樹脂改性處理的水性聚氨酯膠黏劑力學(xué)強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，固化速度快，熱穩(wěn)定性相對(duì)較好等優(yōu)點(diǎn)。

　　2.2水性聚氨酯膠黏劑的有機(jī)硅改性法

　　有機(jī)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(jī)硅對(duì)水性聚氨酯膠黏劑進(jìn)行改性處理可以改善其熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，增強(qiáng)其憎水性以及其富集性和柔順性。根據(jù)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(jī)硅混合進(jìn)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(jié)合成的聚合物進(jìn)行改性處理的方式稱為共聚改性。經(jīng)過(guò)有機(jī)硅的改性處理，水性聚氨酯膠黏劑的耐水性，耐化學(xué)腐蝕性，熱穩(wěn)定性能以及力學(xué)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(yōu)良的耐光性和耐酸堿性，耐紫外光線照射，在強(qiáng)光照射下也不易分解。經(jīng)丙烯酸酯改性的水性聚氨酯在性能上實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，明顯改善了其硬度、強(qiáng)度、耐熱性、耐水性、以及黏結(jié)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(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度，并且具有優(yōu)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(jīng)過(guò)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(yè)中得到廣泛的應(yīng)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(yōu)良材料具有光學(xué)效應(yīng)、尺寸效應(yīng)、良好的表面效應(yīng)等許多特殊的性能。納米材料有很強(qiáng)的力學(xué)性能和穩(wěn)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(jīng)過(guò)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(qiáng)的抗紫外線性能。納米材料改性法因其優(yōu)良的性能，可以在航天、船舶等高端產(chǎn)品中應(yīng)用。

　　2.5水性聚氨酯膠黏劑的有機(jī)氟改性法

　　經(jīng)過(guò)有機(jī)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(shí)提高了膠膜的耐水性以及耐化學(xué)腐蝕的性能。該方法主要應(yīng)用在皮革品的防水涂料上。

　　2.6水性聚氨酯膠黏劑的復(fù)合改性法

　　復(fù)合改性法是指利用環(huán)氧樹脂和氨基硅烷兩者的合成物對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行改性處理的一種方式。該方式結(jié)合了丙烯酸酯改性法、環(huán)氧改性法和有機(jī)硅改性法三種方法的優(yōu)點(diǎn)，使得水性聚氨酯膠黏劑各個(gè)方面的性能都有了很大的提高。該方法因其獨(dú)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(yù)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(jié)性非常好，并且熔點(diǎn)較低，黏度也相對(duì)較低，易于溶解等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)超支化預(yù)聚體改性處理的膠黏劑其耐水性、力學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性都有了很大的提高。同時(shí)，目前各國(guó)研究者也正致力于該方法的研究。

　　三、結(jié)語(yǔ)

　　由于其優(yōu)越的綜合性能，水性聚氨酯膠黏劑近年來(lái)受到各國(guó)研究者的廣泛關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，水性聚氨酯膠黏劑已經(jīng)成為一種非常重要的材料。隨著科技的不斷發(fā)展，我們對(duì)水性聚氨酯膠黏劑綜合性能的要求也越來(lái)越高。針對(duì)水性聚氨酯膠黏劑目前存在的諸多不足之處，對(duì)于水性聚氨酯膠黏劑的改性我們更應(yīng)該注意以下幾個(gè)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(qiáng)天然高分子的水性聚氨酯的改性處理，同時(shí)要加強(qiáng)無(wú)機(jī)納米材料的水性聚氨酯改性方法。相信通過(guò)我國(guó)研究者的不斷研究改進(jìn)，我國(guó)的水性聚氨酯膠黏劑改性技術(shù)一定會(huì)變得更加完善。