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)良的機械性能，容易改性等優(yōu)點(diǎn)，因而被當作環(huán)保型涂料和膠黏劑而得到廣泛的應用。盡管水性聚氨酯膠黏劑有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是仍然無(wú)法避免出現不足之處。水性聚氨酯膠黏劑的成膜速度相對較慢，初黏力較低等缺點(diǎn)，另外水性聚氨酯膠黏劑還存在著(zhù)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)我國的研究機構和研究人員都對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，擴大應用領(lǐng)域。目前，國內外的水性聚氨酯膠黏劑改進(jìn)方法主要有環(huán)氧樹(shù)脂改性、有機硅改性、丙烯酸改性、納米材料改性等。

　　一、國內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(wú)毒環(huán)保，但是其在具體的使用當中仍然存在著(zhù)許多的問(wèn)題，有待進(jìn)一步的改進(jìn)。

　　1.1固含量相對較低

　　當前我國的水性聚氨酯膠黏劑中固含量比較低，大多數僅僅占30%左右，致使水性聚氨酯膠黏劑的干燥速度降低，同時(shí)運輸費用增高。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，乳液分散相對困難，降低穩定性等問(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(zhù)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，這導致水性聚氨酯膠黏劑的耐水性和耐熱性都比較差。

　　1.5 潤濕性和穩定性差

　　由于水性聚氨酯膠黏劑中含水量很大，這導致其表面的潤濕性相對較差。同時(shí)水性聚氨酯膠黏劑的存儲穩定性能也比較差，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、潤濕性、耐水性、耐熱性等方面存在著(zhù)嚴重的不足。為使水性聚氨酯膠黏劑得到更廣泛的應用，改善其性能，近些年眾多的研究者對其改性進(jìn)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(jìn)行改性處理?，F今的改良主要是針對其力學(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(shù)脂改性法

水性聚氨酯

　　未經(jīng)改性的膠黏劑的分子內含有離子基團，致使其耐水性和耐化學(xué)腐蝕的性能相對較差。環(huán)氧樹(shù)脂具有熱穩定性好、耐化學(xué)腐蝕、強度高等優(yōu)點(diǎn)，用環(huán)氧樹(shù)脂對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(shù)脂改性的制備方式有機械共混法和共聚法兩類(lèi)。經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂改性處理的水性聚氨酯膠黏劑力學(xué)強度高，化學(xué)穩定性?xún)?yōu)良，固化速度快，熱穩定性相對較好等優(yōu)點(diǎn)。

　　2.2水性聚氨酯膠黏劑的有機硅改性法

　　有機硅樹(shù)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。用有機硅對水性聚氨酯膠黏劑進(jìn)行改性處理可以改善其熱穩定性、化學(xué)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硅混合進(jìn)行改性的方式稱(chēng)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合成的聚合物進(jìn)行改性處理的方式稱(chēng)為共聚改性。經(jīng)過(guò)有機硅的改性處理，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(xiàn)照射，在強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)現互補，明顯改善了其硬度、強度、耐熱性、耐水性、以及黏結性等各方面的性能。改性后的水性聚氨酯膠黏劑具有高的抗拉強度和抗沖擊強度，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、尺寸效應、良好的表面效應等許多特殊的性能。納米材料有很強的力學(xué)性能和穩定性。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(zhù)力，耐老化性，耐腐蝕性以及強的抗紫外線(xiàn)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)品中應用。

　　2.5水性聚氨酯膠黏劑的有機氟改性法

　　經(jīng)過(guò)有機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(zhù)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。該方法主要應用在皮革品的防水涂料上。

　　2.6水性聚氨酯膠黏劑的復合改性法

　　復合改性法是指利用環(huán)氧樹(shù)脂和氨基硅烷兩者的合成物對水性聚氨酯進(jìn)行改性處理的一種方式。該方式結合了丙烯酸酯改性法、環(huán)氧改性法和有機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，黏結性非常好，并且熔點(diǎn)較低，黏度也相對較低，易于溶解等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)超支化預聚體改性處理的膠黏劑其耐水性、力學(xué)性能以及熱穩定性都有了很大的提高。同時(shí)，目前各國研究者也正致力于該方法的研究。

　　三、結語(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(zhù)科技的不斷發(fā)展，我們對水性聚氨酯膠黏劑綜合性能的要求也越來(lái)越高。針對水性聚氨酯膠黏劑目前存在的諸多不足之處，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，二是加強天然高分子的水性聚氨酯的改性處理，同時(shí)要加強無(wú)機納米材料的水性聚氨酯改性方法。相信通過(guò)我國研究者的不斷研究改進(jìn)，我國的水性聚氨酯膠黏劑改性技術(shù)一定會(huì )變得更加完善。