水性聚氨酯發(fā)展概況(已修改)
2025-07-07 11:57 本頁面
【正文】 水性聚氨酯發(fā)展概況水性聚氨酯膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑，有人也稱水性聚氨酯為水系聚氨酯或水基聚氨酯。依其外觀和粒徑，將水性聚氨酯分為三類：聚氨酯水溶液(粒徑，外觀透明)、聚氨酯分散液(um，外觀半透明)、聚氨酯乳液(粒徑，外觀白濁)。但習(xí)慣上后兩類在有關(guān)文獻(xiàn)資料中又統(tǒng)稱為聚氨酯乳液或聚氨酯分散液，區(qū)分并不嚴(yán)格。實(shí)際應(yīng)用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少?！ ∮捎诰郯滨ヮ惸z粘劑具有軟硬度等性能可調(diào)節(jié)性好以及耐低溫、柔韌性好、粘接強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)，用途越來越廣。目前聚氨酯膠粘劑以溶劑型為主。有機(jī)溶劑易燃易爆、易揮發(fā)、氣味大、使用時(shí)造成空氣污染，具有或多或少的毒性。近10多年來，保護(hù)地球環(huán)境輿論壓力與日俱增，一些發(fā)達(dá)國家制訂了消防法規(guī)及溶劑法規(guī)，這些因素促使世界各國聚氨酯材料研究人員花費(fèi)相當(dāng)大的精力進(jìn)行水性聚氨酯膠粘劑的開發(fā)。 水性聚氨酯以水為基本介質(zhì)，具有不燃、氣味小、不污染環(huán)境、節(jié)能、操作加工方便等優(yōu)點(diǎn)，已受到人們的重視。 聚氨酯從30年代開始發(fā)展，而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年DuPont公司的研究人員將端異氰酸酯基團(tuán)聚氨酯預(yù)聚體的甲苯溶液分散于水，用二元胺擴(kuò)鏈，合成了聚氨酯乳液。當(dāng)時(shí)，聚氨酯材料科學(xué)剛剛起步，水性聚氨酯還未受到重視，到了六、七十年代，對水性聚氨酯的研究開發(fā)才開始迅速發(fā)展，1967年首次出現(xiàn)于美國市場，1972年已能大批量生產(chǎn)。7080年代，美、德、日等國的一些水性聚氨酯產(chǎn)品已從試制階段發(fā)展為實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用，一些公司有多種牌號的水性聚氨酯產(chǎn)品供應(yīng)，如德國Bayer公司的磺酸型陰離子聚氨酯乳液ImPranil和DispercollKA等系列、Hoechst公司的Acrym系列、美國Wyandotte化學(xué)公司的X及E等系列，日本大日本油墨公司的HydranHW及AP系列、日本公司的聚氨酯乳液CVC36及水性乙烯基聚氨酯膠粘劑CU系列、日本光洋產(chǎn)業(yè)公司的水性乙烯基聚氨酯膠粘劑KR系列等等。 在水性類膠粘劑中，我國目前仍以聚丙烯酸酯類乳液膠、聚乙烯醋酸乙烯類乳液膠、水性三醛樹脂等膠粘劑為主。有柔韌性好等特點(diǎn)，有較大的發(fā)展前途。水性聚氨酯的分類 由于聚氨酯原料和配方的多樣性，水性聚氨酯開發(fā)40年左右的時(shí)間，人們已研究出許多種制備方法和制備配方。水性聚氨酯品種繁多，可以按多種方法分類。 1．以外觀分 水性聚氨酯可分為聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。實(shí)際應(yīng)用最多的是聚氨酯乳液及分散液，本書中統(tǒng)稱為水性聚氨酯或聚氨酯乳液，其外觀分類如表5所示?！ ”?水性聚氨酯形態(tài)分類名稱水溶液分散液乳液狀態(tài)溶解—膠體分散分散外觀透明半透明乳白白濁粒徑，um＜1001000數(shù)千－20萬＞＞5000 水性聚氨酯膠粘劑按使用形式可分為單組分及雙組分兩類?？芍苯邮褂?，或無需交聯(lián)劑即可得到所需使用性能的水性聚氨酯稱為單組分水性聚氨酯膠粘劑。若單獨(dú)使用不能獲得所需的性能，必須添加交聯(lián)劑；或者一般單組分水性聚氨酯添加交聯(lián)劑后能提高粘接性能，在這些情況中，水性聚氨酯主劑和交聯(lián)劑二者就組成雙組分體系。 3．以親水性基團(tuán)的性質(zhì)分 根據(jù)聚氨酯分子側(cè)鏈或主鏈上是否含有離子基團(tuán)，即是否屬離子鍵聚合物(離聚物)，水性聚氨酯可分為陰離子型、陽離子型、非離子型。含陰、陽離子的水性聚氨酯又稱為離聚物型水性聚氨酯?！ ?1)陰離子型水性聚氨酯又可細(xì)分為磺酸型、羧酸型，以側(cè)鏈含離子基團(tuán)的居多。大多數(shù)水性聚氨酯以含羧基擴(kuò)鏈劑或含磺酸鹽擴(kuò)鏈劑引人羧基離子及磺酸離子?！ ?2)陽離子型水性聚氨酯一般是指主鏈或側(cè)鏈上含有銨離子(一般為季銨離子)或锍離子的水性聚氨酯，絕大多數(shù)情況是季銨陽離子。而主鏈含銨離子的水性聚氨酯的制備一般以采用含叔胺基團(tuán)擴(kuò)鏈劑為主，叔胺以及仲胺經(jīng)酸或烷基化試劑的作用，形成親水的銨離子。還可通過含氨基的聚氨酯與環(huán)氧氯丙烷及酸反應(yīng)而形成銨離子?！ ?3)非離子型水性聚氨酯，即分子中不含離子基團(tuán)的水性聚氨酯。非離子型水性聚氨酯的制備方法有：①普通聚氨酯預(yù)聚體或聚氨酯有機(jī)溶液在乳化劑存在下進(jìn)行高剪切力強(qiáng)制乳化；②制成分子中含有非離子型親水性鏈段或親水性基團(tuán)，親水性鏈段一般是中低分子量聚氧化乙烯，親水性基團(tuán)一般是羥甲基。(4)混合型聚氨酯樹脂分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有離于型及非離子型親水基團(tuán)或鏈段。 4．以聚氨酯原料分 按主要低聚物多元醇類型可分為聚醚型、聚酯型及聚烯烴型等，分別指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作為低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。還有聚醚聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合以聚氨酯的異氰酸酯原料分，可分為芳香族異氰酸酯型、脂肪族異氰酸酯型、脂環(huán)族異氰酸酯型。按具體原料還可細(xì)分，如TDI型、HDI型，等等?！ ?．按聚氨酯樹脂的整體結(jié)構(gòu)劃分 (1)按原料及結(jié)構(gòu)可分為聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多異氰酸酯乳液、封閉型聚氨酯乳液。聚氨酯乳液是指以低聚物多元醇、擴(kuò)鏈劑、二異氰酸酯為原料，以通常方法制備的聚氨酯分散于
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