水性聚氨酯膠黏劑的改性方法分析

水性聚氨酯

　　是一(yī)種把水當作分散介質的聚氨酯體(tǐ)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(xiàng)容性，優良的機械性能，容易改性等優點，因而被當作環保型塗料和膠黏劑而得(de)到廣泛的應用。盡管水性聚氨酯膠黏劑有很(hěn)多的優點，但是仍然無法避免出現不(bù)足之處。水性聚氨酯膠黏劑的成膜速度相(xiàng)對較慢(màn)，初黏力較低(dī)等缺點，另外水性聚氨酯膠黏劑還存在著(zhe)較差的耐水性和耐溶劑性，硬度較低(dī)，手感不(bù)佳等缺點。因此，多年來我國(guó)的研究機構和研究人(rén)員都(dōu)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(bù)足，擴大應用領域。目前，國(guó)內(nèi)外的水性聚氨酯膠黏劑改進方法主要有環氧樹(shù)脂改性、有機矽改性、丙烯酸改性、納米材料改性等。

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

水性聚氨酯

　　膠黏劑雖然無毒環保，但是其在具體(tǐ)的使用當中(zhōng)仍然存在著(zhe)許多的問(wèn)題，有待進一(yī)步的改進。

　　1.1固含量相(xiàng)對較低(dī)

　　當前我國(guó)的水性聚氨酯膠黏劑中(zhōng)固含量比較低(dī)，大多數僅僅占30%左右，緻使水性聚氨酯膠黏劑的幹燥速度降低(dī)，同時運輸費用增高。提高其固含量，有利于提高它的幹燥速度，但是這通常又會(huì)引起黏度過大，乳液分散相(xiàng)對困難，降低(dī)穩定性等問(wèn)題。如何解決這些(xiē)問(wèn)題，是研究者們的一(yī)個(gè)重要課題。

　　1.2 固化(huà)(huà)速度相(xiàng)對較慢(màn)

　　因水性聚氨酯膠黏劑的分散介質是水，而水的揮發速度和幹燥速度比較慢(màn)，這導緻水性聚氨酯膠黏劑的固化(huà)(huà)速度變慢(màn)，增加了能量的消耗，同時生(shēng)産效率也(yě)有了很(hěn)大的降低(dī)。

　　1.3 初黏性較低(dī)

　　水性聚氨酯膠黏劑的初黏性較低(dī)這一(yī)缺點制(zhì)約著(zhe)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(rè)性較差

　　大多數水性聚氨酯膠黏劑的分子成分中(zhōng)都(dōu)含有親水因子，同時其成分一(yī)般都(dōu)具有熱(rè)塑性，這導緻水性聚氨酯膠黏劑的耐水性和耐熱(rè)性都(dōu)比較差。

　　1.5 潤濕性和穩定性差

　　由于水性聚氨酯膠黏劑中(zhōng)含水量很(hěn)大，這導緻其表面的潤濕性相(xiàng)對較差。同時水性聚氨酯膠黏劑的存儲穩定性能也(yě)比較差，有很(hěn)多地(dì)(dì)方需要我們進一(yī)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(hěn)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(huà)(huà)速度、潤濕性、耐水性、耐熱(rè)性等方面存在著(zhe)嚴重的不(bù)足。為使水性聚氨酯膠黏劑得(de)到更廣泛的應用，改善其性能，近些(xiē)年衆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(rè)性能和耐化(huà)(huà)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(shù)脂改性法

水性聚氨酯

　　未經改性的膠黏劑的分子內(nèi)含有離(lí)子基團，緻使其耐水性和耐化(huà)(huà)學腐蝕的性能相(xiàng)對較差。環氧樹(shù)脂具有熱(rè)穩定性好、耐化(huà)(huà)學腐蝕、強度高等優點，用環氧樹(shù)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(huà)(huà)學腐蝕的特性有很(hěn)大的提高。環氧樹(shù)脂改性的制(zhì)備方式有機械共混法和共聚法兩類。經環氧樹(shù)脂改性處理的水性聚氨酯膠黏劑力學強度高，化(huà)(huà)學穩定性優良，固化(huà)(huà)速度快(kuài)，熱(rè)穩定性相(xiàng)對較好等優點。

　　2.2水性聚氨酯膠黏劑的有機矽改性法

　　有機矽樹(shù)脂具有耐高溫和耐水解的性能，并且具有較低(dī)的表面張力和較好的相(xiàng)容性以及抗氧化(huà)(huà)性。用有機矽對水性聚氨酯膠黏劑進行改性處理可以改善其熱(rè)穩定性、化(huà)(huà)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(bù)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矽混合進行改性的方式稱為共混改性，利用氨基矽油等聚矽氧烷低(dī)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。經過有機矽的改性處理，水性聚氨酯膠黏劑的耐水性，耐化(huà)(huà)學腐蝕性，熱(rè)穩定性能以及力學性能都(dōu)有了很(hěn)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(guāng)性和耐酸堿性，耐紫外光(guāng)線照(zhào)射，在強光(guāng)照(zhào)射下(xià)也(yě)不(bù)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(míng)顯改善了其硬度、強度、耐熱(rè)性、耐水性、以及黏結性等各方面的性能。改性後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(guāng)性，耐候性也(yě)有了很(hěn)大的提高。另一(yī)方面，經過改性水性聚氨酯膠黏劑的制(zhì)作成本大大的降低(dī)，該方法在塗料以及鞋用膠等行業(yè)中(zhōng)得(de)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(yī)種新興起的優良材料具有光(guāng)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(hěn)強的力學性能和穩定性。納米材料的制(zhì)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後，提高了水性聚氨酯膠黏劑的耐沖擊力，附著(zhe)力，耐老(lǎo)化(huà)(huà)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、船舶等高端産品中(zhōng)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，在成膜後，膠膜表面形成一(yī)層氟原子膜，使得(de)膠膜表面的表面能顯著降低(dī)，同時提高了膠膜的耐水性以及耐化(huà)(huà)學腐蝕的性能。該方法主要應用在皮革品的防水塗料上。

　　2.6水性聚氨酯膠黏劑的複合改性法

　　複合改性法是指利用環氧樹(shù)脂和氨基矽烷兩者的合成物對水性聚氨酯進行改性處理的一(yī)種方式。該方式結合了丙烯酸酯改性法、環氧改性法和有機矽改性法三種方法的優點，使得(de)水性聚氨酯膠黏劑各個(gè)方面的性能都(dōu)有了很(hěn)大的提高。該方法因其獨特的性能，很(hěn)受各方的歡迎，近些(xiē)年有很(hěn)多研究者都(dōu)緻力于該方法的研究上。

　　2.7 水性聚氨酯膠黏劑的超支化(huà)(huà)預聚體(tǐ)改性法

水性聚氨酯

　　作為一(yī)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(dī)，黏度也(yě)相(xiàng)對較低(dī)，易于溶解等優點。經過超支化(huà)(huà)預聚體(tǐ)改性處理的膠黏劑其耐水性、力學性能以及熱(rè)穩定性都(dōu)有了很(hěn)大的提高。同時，目前各國(guó)研究者也(yě)正緻力于該方法的研究。

　　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(guó)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(yī)種非常重要的材料。随著(zhe)科技的不(bù)斷發展，我們對水性聚氨酯膠黏劑綜合性能的要求也(yě)越來越高。針對水性聚氨酯膠黏劑目前存在的諸多不(bù)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(xià)幾個(gè)方面。一(yī)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(xiàng)信通過我國(guó)研究者的不(bù)斷研究改進，我國(guó)的水性聚氨酯膠黏劑改性技術一(yī)定會(huì)變得(de)更加完善。