水性聚氨酯的發(fā)展趨勢與存在的問題概況

目前水性聚氨酯膠粘劑存在的問題：

（1）固含量較低：目前水性聚氨酯（WPU）的固含量能達到45% 體系較少，導致干燥和運輸費用成本高，而提高固含量導致體系黏度有所增大，造成乳化分散困難，乳液穩(wěn)定性降低。

（2）干燥固化速度慢：水的比熱容和蒸發(fā)潛熱高，所以水的揮發(fā)、干燥慢，從而導致膠粘劑的固化時間久，增加了能耗，導致生產效率降低。

（3）潤濕性能較差：水的表面張力比普通溶劑大三倍，以水作為溶劑，對低能表面潤濕能力較差。

（4）初黏性能較差：未改性水性聚氨酯膠粘劑相比改性后的初黏性差，對施工所產生的影響較大。

（5）耐水性能、耐熱性能較差：大多數(shù)水性聚氨酯膠粘劑為線型熱塑性，再加上其分子鏈上含有親水基團，因此導致耐水性能和耐熱性能較差。

（6）貯存穩(wěn)定性較差：存儲穩(wěn)定性隨著水性聚氨酯膠粘劑體系固含量的增大及交聯(lián)度的增大而變差。

水性聚氨酯的發(fā)展趨勢：

如今，隨著環(huán)保政策要求越來越嚴格，對膠粘劑性能的環(huán)保要求必將越來越高，所以復合材料的綠色化、環(huán)?；貙⒃絹碓绞艿街匾?，對膠粘劑中減少VOC含量的需求也將愈加急迫。因此，以下提到的幾點必將成為水性聚氨酯未來發(fā)展趨勢。

（1）提高水性聚氨酯的粘接強度，尤其是初始粘接強度，縮小其與傳統(tǒng)溶劑型 PU 之間的差距。在合成水性聚氨酯的過程中要較少或完全不使用有機溶劑，從而真正地達到環(huán)保方面的要求，提高合成水性聚氨酯的固含量來減少運輸和使用的成本。

（2）利用生物質資源來改性水性聚氨酯，比如天然高分子化合物及天然松香樹脂等改性水性聚氨酯。天然高分子化合物主要有纖維素、淀粉等，尤其是纖維素作為一種可降解、可再生的生物質資源，在航天和醫(yī)學方面等受到了極大的關注。近年來，如何更加充分、高效地利用纖維素已成為眾多科學家關注的焦點問題，因此用生物質資源改性水性聚氨酯將成為未來改性水性聚氨酯的趨勢之一。

（3）采用功能性石墨烯材料作為改性劑來改性水性聚氨酯。由于石墨烯是只有單層原子的厚度、具有蜂窩特殊結構的二維碳原子晶體，是目前世界上最薄的材料之一，因此石墨烯有望憑借其優(yōu)異的電學性能、熱學性能和力學性能，成為聚合物基復合材料的優(yōu)質填料，賦予聚合物基復合材料優(yōu)異的性能，從而拓展其應用領域。另外，采用石墨烯為填料來與水性聚氨酯進行復合，不僅能賦予其較為優(yōu)良的力學性

能及熱穩(wěn)定性，還可使其具有良好的導電性。

（4）近年來，超支化聚合物，尤其是具有三維結構和大量端基特殊結構的大分子聚合物，逐漸發(fā)展起來。由于超支化聚合物具有的特殊結構，在聚合物的改性方面、藥物釋放方面及膠粘劑等領域中均具有廣泛的應用前景。其中端羥基超支化聚合物與異氰酸酯的化學反應活性較高，將其作為水性聚氨酯的改性劑，有望制得綜合性能優(yōu)異并且兼具超支化結構特點和水性聚氨酯優(yōu)點的改性水性聚氨酯材料。