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     水性聚氨膠粘劑是指聚氨 酯溶于水或分散于水中所形成的膠粘劑，也稱(chēng)為水基聚氨酯膠粘劑。 1、特點(diǎn) 水性聚氨酯膠粘劑除了保持聚氨酯的優(yōu)點(diǎn)外，與溶劑型聚氨酯膠粘劑相比，還有其獨(dú)特之處。 （1）    以水為介質(zhì)，無(wú)毒不燃，無(wú)公害、無(wú)危險(xiǎn)，氣味小，不污染環(huán)境，節(jié)省能源，適用于易被有機(jī)溶劑侵蝕的基材。 （2）    粘度較低，且可用水溶性增稠劑和水進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作方便，殘膠易于清理。 （3）    可與多種水性樹(shù)脂混合，利于改進(jìn)性能和降低成本，但要注意離子性質(zhì)和酸堿性，以防凝聚。 （4）    含有羧基、羥基等基團(tuán)，在適宜條件下可參與反應(yīng)，產(chǎn)生交聯(lián)，提高性能 （5）    對(duì)非極性基材濕潤(rùn)性差 （6） 干燥速度慢，初始粘性低，耐水性不佳。 2、分類(lèi) 可按多種方法進(jìn)行分類(lèi) 一、按聚氨酯的結(jié)構(gòu)分類(lèi) （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。 （2）    聚氨乳液還可細(xì)分為聚氨酯乳液和聚氨酯-脲乳液，后者是指聚氨酯預(yù)聚體在水中分散同時(shí)通過(guò)水或二胺擴(kuò)鏈形成的乳液。 （3）    按分子孫結(jié)構(gòu)可分為線性聚氨酯乳液（熱塑性）和交聯(lián)型聚氨酯乳液（熱固型）。交聯(lián)型又分為內(nèi)交聯(lián)型和外交聯(lián)型. 二、按親水基團(tuán)的性質(zhì)分類(lèi) （1）    陰離子型 大多數(shù)水性聚氨酯膠粘劑是以含羧基或磺酸鹽擴(kuò)鏈引入羧基或磺酸離子。 （2）    陽(yáng)離子型 一般是指主鏈或側(cè)鏈上含有銨離子（多為季銨離子）或硫離子的水性聚氨酯。 （3）    非離子型 分子中含有非離子型親水鏈段或親水性基團(tuán)。 （4）    混合型 分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在離子型和非離子型親水鏈段或基團(tuán)。 三、按制備方法分類(lèi) （1）    自乳化法和外乳化法。 （2）    預(yù)聚體法、丙酮法、熔融分散法。 （3）    酮亞胺-甲酮連氮法。 四、按使用形式分類(lèi) 按使用形式可分為單組分和雙組分水性聚氨酯膠粘劑。 3、水性聚氨酯的制備   水性聚氨酯的制備不同于一般合成樹(shù)脂乳液采用的方法，一般需將低聚物二元醇（或多元醇）和二異氰酯預(yù)先反應(yīng)，制成一定相對(duì)質(zhì)量的預(yù)聚體或高相對(duì)分子質(zhì)量的聚氨酯，此后采用相轉(zhuǎn)移方法將之溶解或乳化于水中。制備聚氨酯乳液的關(guān)鍵是選擇適當(dāng)?shù)姆稚⒎椒ā?1、水性聚氨酯的制備方法 水性聚氨酯的制備主要有以下幾種方法。 （1）    由低聚物二元醇、二異氰酸酯，或者低分子擴(kuò)鏈劑，制備N(xiāo)CO封端聚氨酯預(yù)聚體，或在有機(jī)溶劑中制備高相對(duì)分子質(zhì)量聚氨酯，在乳化劑及高剪切作用進(jìn)行乳化。稱(chēng)為強(qiáng)制乳化法。 （2）    由中低相對(duì)分子質(zhì)量的聚氧化乙烯二醇（或含PEO鏈節(jié)的共聚物二醇、與其他低聚物多元醇共混物）作為低聚物二醇原料，與二異氰酸酯（及擴(kuò)鏈劑）制備聚氨酯或其他預(yù)聚體，再分散于水中。 （3）    先制備含PEO等親水性鏈節(jié)或基團(tuán)的端NCO預(yù)聚體，再與來(lái)硫酸氫鈉醇水反應(yīng)并乳化；預(yù)聚體還可與酮肟或已內(nèi)酰胺等封閉劑反應(yīng)，并乳化于水，形成封閉型聚氨酯乳液。也稱(chēng)為封端異氰酸酯法。 （4）端NCO聚氨酯預(yù)聚體與多元胺反應(yīng)，制備聚氨酯-脲-多胺（PUUA），再在水溶液中乳化?；?qū)UUA與環(huán)氧氯丙烷的加      成物在酸性水溶液中乳化，得到陽(yáng)離子型聚氨酯乳液。PUUA與二元酸酐反應(yīng)，在堿性水溶液中乳化，可得陰離子型聚     氨酯乳液。 （4）    采用含羧基、磺酸基團(tuán)或叔胺基團(tuán)的擴(kuò)鏈劑制備聚氨酯或其預(yù)聚體，中和，制成離子型聚氨酯并乳化。 （5）    利用聚氨酯的胺基與甲醛反應(yīng)，或含NCO的聚氨酯預(yù)聚體與過(guò)量三乙醇胺反應(yīng)使聚氨酯帶有親水的羥甲基。 （6）    采用含羧基、磺酸鈉或叔胺基團(tuán)的低聚物多元醇制備聚氨酯預(yù)聚體并離子化，乳化于水。 2、羧酸型聚氨酯乳液的制備   由低聚物二元醇、二異氰酸酯含羧基的二羥基化合物合成聚氨酯預(yù)聚體，并在水乳化。常用的含羧基擴(kuò)鏈劑是二羥甲基丙酸（DMPA）。    具體合成方法是將聚醚多元醇（）400g與XDI反應(yīng)制得NCO含量10.7%的預(yù)聚體，再用DMPA 83g及1，4-丁二醇的丙酮溶液56g擴(kuò)鏈，得到50%濃度的聚氨酯溶液。用三乙胺50g中和，加水乳化成固含量為30%的聚氨酯乳液。該乳液加入3%的甘油多縮水甘油醚作交聯(lián)劑，可得到用于食品軟包裝復(fù)合薄膜用水性聚氨酯膠粘劑。 3、磺酸型聚氨酯乳液 將聚已二酸已二醇新戊二醇酯二醇（羥值56mgKOH.g-1）2000g與HDI 289g在5500ml丙酮中加熱反應(yīng)若干小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚體。再加入含47.5g乙二胺基乙磺酸鈉的水溶液約為550g，攪拌乳化，并減壓蒸餾除去丙酮，加水稀釋?zhuān)愕镁郯滨ト芤骸?4、陽(yáng)離子型聚氨酯乳液 5、非離子型水性聚氨酯  雙酚A為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制得聚氨酯預(yù)聚體。非離子表面活性劑（聚氧化乙烯二醇和雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂為原料）4g溶于70g水中，在100C加入到由30g甲苯稀釋的110g上述預(yù)聚體中，劇烈攪拌，并加入含2-甲基哌嗪4.9g和嗎啡啉1.6g的4.7g冷水內(nèi)，使預(yù)聚體乳化并擴(kuò)鏈，得到聚氨酯乳液。其成膜物拉伸強(qiáng)度14.2Mpa，伸長(zhǎng)率420%，硬度（邵氏A）67。 4、性能 聚氨酯乳液的微粒徑大小對(duì)乳液的外觀、穩(wěn)定性、成膜性、濕潤(rùn)性、膠膜性能及粘接強(qiáng)度都有較大的影響。粒徑越小，乳液處觀越透明。乳液的微粒越細(xì)，乳液的各種性能越好。表面張力是影響水性聚氨酯對(duì)基材濕潤(rùn)性的重要因素。水性聚氨酯的表面張力一般為40~60mN.m-1，為了有效地粘接低能表面，可添加濕潤(rùn)性（流平劑），如含15%有機(jī)氟的表面活性劑（Megafac F-813），降低聚氨酯乳液的表面張力。   水性聚氨酯主要介質(zhì)是水，通常比有機(jī)溶劑揮發(fā)性低，故干燥速度慢，水性聚氨酯膠粘劑的最低成膜溫度為00C左右，因?yàn)椴缓腥榛瘎?，室溫下干燥能形成有光澤、均勻和韌性的薄膜。乳液的干燥成膜與空氣的濕度和溫度有關(guān)。   一般來(lái)說(shuō)，水性聚氨酯的固態(tài)強(qiáng)度比溶劑型聚氨酯的強(qiáng)度低，但通過(guò)原料、配方、工藝的選擇，能使水性聚氨酯的性能與溶劑型相媲美，如德國(guó)巴斯夫（BASF）公司陰離子聚醚型水性聚氨酯復(fù)合薄膜膠粘劑的性能已達(dá)到雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑的水平。   水性聚氨酯一般由含水基團(tuán)，尤其是含離子基團(tuán)的聚氨酯組成，若干燥時(shí)成鹽試劑能逸出，則羧基親水性較弱，成膜獲得疏水性；如果是熱塑性聚氨酯，成鹽試劑不能逸出，則羧基親水性基團(tuán)殘留，則膠膜耐水性差。通過(guò)熱處理和采用交聯(lián)劑可提高耐水性。水性聚氨酯具有較多的極性基團(tuán)，如氨酯鍵、脲鍵、離子鍵，對(duì)極性基材、多孔基材有良好的粘接性能，尤其是對(duì)含增塑劑的軟質(zhì)PVC具有優(yōu)良的粘接性，但對(duì)不同基材的粘接強(qiáng)度有差別。   聚氨酯乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性與微粒徑和聚氨酯的耐水解必性有關(guān)。通常將乳液在離心機(jī)中以3000r.min-1轉(zhuǎn)速離心沉降15 min后，若無(wú)沉淀析出，則可認(rèn)為有6個(gè)月的儲(chǔ)存穩(wěn)定期。如果聚氨酯耐水解性差，便會(huì)在儲(chǔ)存過(guò)程緩慢降解，產(chǎn)生羧基，PH值降低，使乳液凝聚。在儲(chǔ)存過(guò)程中應(yīng)防止凍結(jié)和長(zhǎng)期高溫。