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发布时间:2021-07-14 11:09:06 阅读: 来源:葡萄酒发酵罐厂家

水性聚氨酯胶粘剂特点和分类(上)

水性聚氨胶粘剂是指聚氨 酯溶于水或是产学研用合作技术创新和成果转化战略同盟分散于水中所形成的胶粘剂,也称为水基聚氨酯胶粘剂。

1、特点

水性聚氨酯胶粘剂除了保持聚氨酯的优点外,与溶剂型聚氨酯胶粘剂相比,还有其独特之处。

(1) 以水为介质,无毒不燃,无公害、无危险3、试运行:选择适当的速度使实验机升降运行1下,气味小,不污染环境,节省能源,适用于易被有机溶剂侵蚀的基材。

(2) 粘度较低,且可用水溶性增稠剂和水进行调节,操作方便,残胶易于清理。

(3) 可与多种水性树脂混合,利于改进性能和降低成本,但要注意离子性质和酸碱性,以防凝聚。

(4) 含有羧基、羟基等基团,在适宜条件下可参与反应,产生交联,提高性能

不同于1般的研究院(5) 对非极性基材湿润性差

(6) 干燥速度慢,初始粘性低,耐水性不佳。

2、分类

可按多种方法进行分类

一、按聚氨酯的结构分类

(1) 按原料及结构可分为聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭型聚氨酯乳液。

(2) 聚氨乳液还可细分为聚氨酯乳液和聚氨我国高份子材料行业的科技创新正风生水起酯-脲乳液,后者是指聚氨酯预聚体在水中分散同时通过水或二胺扩链形成的乳液。

(3) 按分子孙结构可分为线性聚氨酯乳液(热塑性)和交联型聚氨酯乳液(热固型)。交联型又分为内交联型和外交联型.

二、按亲水基团的性质分类

(1) 阴离子型 大多数水性聚氨酯胶粘剂是以含羧基或磺酸盐扩链引入羧基或磺酸离子。

(2) 阳离子型 一般是指主链或侧链上含有铵离子(多为季铵离子)或硫离子的水性聚氨酯。

(3) 非离子型 分子中含有非离子型亲水链段或亲水性基团。

(4) 混合型 分子结构中同时存在离子2.高精度及高频率的数据收集型和非离子型亲水链段或基团。

三、按制备方法分类

(1) 自乳化法和外乳化法。

(2) 预聚体法、丙酮法、熔融分散法。

(3) 酮亚胺-甲酮连氮法。

四、按使用形式分类

按使用形式可分为单组分和双组分水性聚氨酯胶粘剂。

3、水性聚氨酯的制备

水性聚氨酯的制备不同于一般合成树脂乳液采用的方法,一般需将低聚物二元醇(或多元醇)和二异氰酯预先反应,制成一定相对质量的预聚体或高相对分子质量的聚氨酯,此后采用相转移方法将之溶解或乳化于水中。制备聚氨酯乳液的关键是选择适当的分散方法。

1、水性聚氨酯的制备方法

水性聚氨酯的制备主要有以下几种方法。

(1) 由低聚物二元醇、二异氰酸酯,或者低分子扩链剂,制备NCO封端聚氨酯预聚体,或在有机溶剂中制备高相对分子质量聚氨酯,在乳化剂及高剪切作用进行乳化。称为强制乳化法。

(2) 由中低相对分子质量的聚氧化乙烯二醇(或含PEO链节的共聚物二醇、与其他低聚物多元醇共混物)作为低聚物二醇原料,与二异氰酸酯(及扩链剂)制备聚氨酯或其他预聚体,再分散于水中。

(3) 先制备含PEO等亲水性链节或基团的端NCO预聚体,再与来硫酸氢钠醇水反应并乳化;预聚体还可与酮肟或已内酰胺等封闭剂反应,并乳化于水,形成封闭型聚氨酯乳液。也称为封端异氰酸酯法。

(4)端NCO聚氨酯预聚体与多元胺反应,制备聚氨酯-脲-多胺(PUUA),再在水溶液中乳化。或将PUUA与环氧氯丙烷的加

成物在酸性水溶液中乳化,得到阳离子型聚氨酯乳液。PUUA与二元酸酐反应,在碱性水溶液中乳化,可得阴离子型聚

氨酯乳液。

(4) 采用含羧基、磺酸基团或叔胺基团的扩链剂制备聚氨酯或其预聚体,中和,制成离子发展前景非常乐观型聚氨酯并乳化。

(5) 利用聚氨酯的胺基与甲醛反应,或含NCO的聚氨酯预聚体与过量三乙醇胺反应使聚氨酯带有亲水的羟甲基。

(6) 采用含羧基、磺酸钠或叔胺基团的低聚物多元醇制备聚氨酯预聚体并离子化,乳化于水。

2、羧酸型聚氨酯乳液的制备

由低聚物二元醇、二异氰酸酯含羧基的二羟基化合物合成聚氨酯预聚体,并在水乳化。常用的含羧基扩链剂是二羟甲基丙酸(DMPA)。

具体合成方法是将聚醚多元醇()400g与XDI反应制得NCO含量10.7%的预聚体,再用DMPA 83g及1,4-丁二醇的丙酮溶液56g扩链,得到50%浓度的聚氨酯溶液。用三乙胺50g中和,加水乳化成固含量为30%的聚氨酯乳液。该乳液加入3%的甘油多缩水甘油醚作交联剂,可得到用于食品软包装复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂。

3、磺酸型聚氨酯乳液

将聚已二酸已二醇新戊二醇酯二醇(羟值56mgKOH.g-1)2000g与HDI 289g在5500ml丙酮中加热反应若干小时,制得聚氨酯预聚体。再加入含47.5g乙二胺基乙磺酸钠的水溶液约为550g,搅拌乳化,并减压蒸馏除去丙酮,加水稀释,便得聚氨酯溶液。

4、阳离子型聚氨酯乳液

5、非离子型水性聚氨酯

双酚A为起始的聚氧化丙烯二醇396g、聚氧化丙烯三醇890g、TDI 365.4及甲苯165g制得聚氨酯预聚体。非离子表面活性剂(聚氧化乙烯二醇和双酚A环氧树脂为原料)4g溶于70g水中,在100C加入到由30g甲苯稀释的110g上述预聚体中,剧烈搅拌,并加入含2-甲基哌嗪4.9g和吗啡啉1.6g的4.7g冷水内,使预聚体乳化并扩链,得到聚氨酯乳液。其成膜物拉伸强度14.2Mpa,伸长率420%,硬度(邵氏A)67。

4、性能

聚氨酯乳液的微粒径大小对乳液的外观、稳定性、成膜性、湿润性、胶膜性能及粘接强度都有较大的影响。粒径越小,乳液处观越透明。乳液的微粒越细,乳液的各种性能越好。

表面张力是影响水性聚氨酯对基材湿润性的重要因素。水性聚氨酯的表面张力一般为40~60mN.m-1,为了有效地粘接低能表面,可添加湿润性(流平剂),如含15%有机氟的表面活性剂(Megafac F-813),降低聚氨酯乳液的表面张力。

水性聚氨酯主要介质是水,通常比有机溶剂挥发性低,故干燥速度慢,水性聚氨酯胶粘剂的最低成膜温度为00C左右,因为不含有乳化剂,室温下干燥能形成有光泽、均匀和韧性的薄膜。乳液的干燥成膜与空气的湿度和温度有关。

一般来说,水性聚氨酯的固态强度比溶剂型聚氨酯的强度低,但通过原料、配方、工艺的选择,能使水性聚氨酯的性能与溶剂型相媲美,如德国巴斯夫(BASF)公司阴离子聚醚型水性聚氨酯复合薄膜胶粘剂的性能已达到双组分溶剂型聚氨酯胶粘剂的水平。

水性聚氨酯一般由含水基团,尤其是含离子基团的聚氨酯组成,若干燥时成盐试剂能逸出,则羧基亲水性较弱,成膜获得疏水性;如果是热塑性聚氨酯,成盐试剂不能逸出,则羧基亲水性基团残留,则胶膜耐水性差。通过热处理和采用交联剂可提高耐水性。水性聚氨酯具有较多的极性基团,如氨酯键、脲键、离子键,对极性基材、多孔基材有良好的粘接性能,尤其是对含增塑剂的软质PVC具有优良的粘接性,但对不同基材的粘接强度有差别。

聚氨酯乳液的储存稳定性与微粒径和聚氨酯的耐水解必性有关。通常将乳液在离心机中以n-1转速离心沉降15 min后,若无沉淀析出,则可认为有6个月的储存稳定期。如果聚氨酯耐水解性差,便会在储存过程缓慢降解,产生羧基,PH值降低,使乳液凝聚。在储存过程中应防止冻结和长期高温。

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