水性聚氨酯膠粘劑研究方向及研究進展

制約水性聚氨酯膠粘劑廣泛應(yīng)用的主要因素是成本較高及某些性能難于和溶劑型相媲美。成本高是由于制造過程復(fù)雜、原料選擇要求高，生產(chǎn)效率低造成，性能相對較差是分散液特殊的結(jié)構(gòu)造成，還有干燥時間長，能量消耗大。針對這些問題，國內(nèi)主要研究工作集中在以下方面。

(1)提高固含量：面對所生產(chǎn)的水性聚氨酯膠粘劑的固含量多為20%～40%，干燥過程中耗能以及運輸費用高等問題，設(shè)法將其提高到50%以上是當(dāng)時研究的重點。但由于提高固含量會導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性差，因此，研究者多從反應(yīng)工藝學(xué)方面加以研究。

(2)采用共混技術(shù)，降低成本：將水性聚氨酯膠粘劑與其他水性膠配合使用，既可提高性能，又可降低成本，這是成為降低水性聚氨酯膠粘劑成本、提高水性聚氨酯膠粘劑性能的重要途徑之一。在水性聚氨酯膠粘劑這10年的研究與生產(chǎn)中，和其他高分子材料的改性是人們關(guān)注的重點。水性聚氨酯膠粘劑的改性包括物理共混、化學(xué)共混和化學(xué)鍵合。為了降低成本，改善聚氨酯的某些性能，或欲結(jié)合兩種或兩種以上聚合物性能的優(yōu)點，可將水性聚氨酯經(jīng)過pH調(diào)節(jié)或經(jīng)相容穩(wěn)定性化處理后，與其他水性樹脂如丙烯酸酯乳液、氯丁膠乳、環(huán)氧樹脂乳液、乙烯－醋酸乙烯共聚物乳液等共混，組成新的水性樹脂。這類共混稱之為物理共混。這里強調(diào)一下，物理共混中，要加強研究不同材料的熱力學(xué)穩(wěn)定性。乳液是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，不單單是pH的影響，要綜合考慮才能共混出性能優(yōu)異的改性膠?；瘜W(xué)共混即以水性聚氨酯作為“種子聚合物”，同時又作為高分子乳化劑，加入醋酸乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯等不飽和單體，以過硫酸鹽等為引發(fā)劑進行乳液聚合，得到性能優(yōu)良的水性樹脂，也可采用含有其他水性高分子材料的乳液代替水，對聚氨酯進行分散，在乳化了聚氨酯同時，兩種高分子材料互相纏雜，從而得到化學(xué)共混的效果。其中，采用核-殼聚合方法或是互穿網(wǎng)絡(luò)聚合法制備的丙烯酸酯改性水性聚氨酯成為這些年國內(nèi)外研究的熱點之一。化學(xué)鍵合難度相對較大，因為改性所需的高分子材料有效反應(yīng)基團相對較少，化學(xué)反應(yīng)所需要的有效碰撞難以保證，所以這種改性方法目前非常有效的目標(biāo)產(chǎn)品不是很多，對其反應(yīng)產(chǎn)品的驗證手段目前能充分說明的很少。

(3)提高穩(wěn)定性：在保持水性聚氨酯耐水性的同時，提高水性聚氨酯膠粘劑的貯存穩(wěn)定性是國內(nèi)水性聚氨酯研究的重要方向。研究者從乳液的形態(tài)學(xué)著手研究,以解決粒徑、黏度、貯存性與膠性能之間的矛盾。

(4)提高相對分子質(zhì)量：相對分子質(zhì)量的提高是水性聚氨酯膠粘劑性能提高最關(guān)鍵的指標(biāo)。單組分水性聚氨酯膠粘劑相對分子質(zhì)量的提高非常困難，主要從交聯(lián)和大分子多元醇相對分子質(zhì)量角度解決，但效果一直不很滿意。雙組分的適時推出解決了這個問題，雙組分水性聚氨酯膠粘劑相對分子質(zhì)量可以接近溶劑型聚氨酯膠粘劑，因而，現(xiàn)在雙組分水性聚氨酯膠粘劑的性能已經(jīng)接近溶劑型聚氨酯膠粘劑。

(5)水性聚氨酯納米分散體的研制：納米技術(shù)在水性聚氨酯膠粘劑中應(yīng)用主要表現(xiàn)在已有產(chǎn)品基礎(chǔ)上對固含量、成膜性能、黏度的調(diào)整等。

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