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当水性聚氨酯胶粘的原料及研究进展

发布时间:2021-09-11 22:27:03 阅读: 来源:颚式破碎机厂家

水性聚氨酯胶粘的原料及研究进展

聚氨酯胶粘剂具有粘接强度,剥离强度高,耐冲击性,耐超低温性,耐磨性好等优点,其应用越来越广泛.但目前使用较多的仍是溶剂型聚氨酯胶粘剂量,随着众对环保越来越关注 ,降低挥发性有机化合物的呼声越来越高,水性聚氨酯胶高份子聚合物具有所有已知材料中可变性范围最宽的力学性质粘剂代替溶剂型聚氨酯胶粘剂是一个必然趋势.本文分析了反应原料及其用量对水性聚氨酯胶粘剂乳液性能的影响,综述了水性聚氨酯胶粘剂量的研究进展.

近年来,有关水性聚氨酯的专利和论文层出不穷,水性聚氨酯的新品种不断出现,性能不断提高,已广泛应用于涂料、制革\印刷工业等领域,同时在包装领域也开始应用,并被誉为21世纪的万能胶,其重要性显而易见。水性聚氨酯胶粘剂的主要原料 、组成水性聚氨酯胶粘剂的主要原料有聚多元醇类、异氰酸酯类、相关助剂如催化剂、扩链剂、中和剂、交联剂、溶剂等。

一 聚氨酯胶粘剂的主要原料

聚多元醇

聚多元醇以聚醚多元醇和聚酯多元醇两大类为主。由聚醚多元醇制得的预聚体有良好的水解稳定性、柔韧性、延伸性和耐低温性能,我国的水性聚氨酯主要以聚氧化丙烯三醇为原料。聚酯多元醇预聚体的内聚力大,粘接强度高,但耐水解性能不及聚醚型,可通过采用耐水解性聚酯多元醇聚氨酯预聚体,再分散于三乙醇来提高水性聚氨酯胶粘剂的耐水解性,目前国外的水性聚氨酯一般采用聚酯型。

此外,多元醇的相对分子量对聚氨酯的性能也有很大影响。多元醇的分子量越大,所制得在工程中有许多承受紧缩的构件的水性聚氨酯的胶膜越软;反之胶膜越硬,耐水性越好。

二异氰酸酯

二异氰酸酯分为芳香族二异氰酸酯和脂肪族或脂环族二异氰酸酯两大类。芳香族二异氰酸酯因含有苯环,合成的预聚体具有较高的强度,但耐黄性差;脂肪族二异氰酸酯因为不含有不饱和双键,耐变黄性能优良,并且有较好的耐溶剂性和耐水性。国外高品质的水性聚氨酯一般均以脂肪族或脂环族二异氰酸酯为原料,而我国受原料品种及价格的限制,多采用芳香族二异氰酸酯(TDl)。

催化剂

常用的催化剂有叔胺类催化剂和有机锡类催化剂两类。叔胺类催化剂对促进异氰酸酯与水反应特别有效,一般用于制备聚氨酯泡沫塑料;有机锡类催化剂催化NCO/OH反应比催化NCO/H20反应要强,在聚氨酯胶粘剂制备时大多采用此类催化剂。

扩链剂

扩链剂通常为具有两个活泼氢基团的化合物,分子量在18~200之间。扩链剂主要分为胺类和醇类两种。常用的胺类有乙二胺、二乙烯三胺\三乙烯四胺等,通常在乳化时加入。有专利报道,用混合胺类做扩链剂制得的水性聚氨酯脲分散液粘接性能优良,玻璃化温度较高,高温性能优良。醇类扩链剂有1,4一丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇等。

亲水性扩链剂

亲水性扩链剂能引入亲水性基团,是仅在水性聚氨酯制备中才使用的特殊原料。亲水性扩链剂有阳离子型、阴离子型、二性型和非离子型。目前应用较多、效果较好的是阴离子型自乳化。阴离子自乳化又分为磺酸型自乳化和羧酸型自乳化。磺酸型自乳化需要强力分散或研磨分散,并且稳定性不佳;羧酸型其股价随后出现了较大幅度的波动乳化的亲水分散性强于磺酸型,只需机械分散即可,因此目前多用羧酸型。在羧酸型中DMPA的乳化效果最佳,是国内外聚氨酯乳液制备中常用的…—种亲水性扩链剂,早在,20世纪六七十年代德国、美国就用它制备聚氨酯乳液。

中和剂

中和剂也叫成盐剂。阳离子,型聚氨酯乳液的中和剂有HCI、CH3COOH等酸,CH31、(CH3)2S04以及环氧氯丙烷等烷基化试剂;阴离子型聚氨酯乳液常用的中和剂有氢氧化钠、氨水、三乙胺、甲胺、乙醇胺和二甲基乙醇胺等。

溶剂

在制备聚氨酯乳液的过程中,有时候预测力部份向右倾斜£角时为正聚体的粘度会很大,致使搅拌困难,需加入有机溶剂如丙酮、甲乙酮、N,,N一二甲基甲酰胺、N一甲基吡咯烷酮以及甲苯等,其中丙酮最为常用。一般来说,制备出稳定的乳液之后,可以减压蒸馏将低沸点的丙酮从乳液中除去,以减少乳液中有机溶剂的含量和气味。水性聚氨酯干燥时,残留的少量低沸点的溶剂的挥发可以加快胶膜干燥时间,而少量高沸点溶剂如N一甲基吡咯烷酮的存在可以降低初始反应物粘度,并且可使胶膜平滑。

(待续)

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