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三友机械网 2022-11-10 21:32:39

水性聚氨酯胶粘剂开发应用进展

水性聚氨酯胶粘剂(简称PU胶)是水性胶粘剂中的重要一类,以其优良的粘接性、突出的耐油、耐冲击、耐磨、耐低温等特性,近年来得到了迅速发展。

1水性PU胶的定义及分类 抗拉强度与屈服强度您了解多少

水性PU胶是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂。其分类方法很多,按外观和粒径可分为3类,即聚氨酯乳液、聚氨酯分散液和聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液和分散液[1]。

1.1聚氨酯乳液

聚氨酯乳液是指水分散体中含有乳化剂的聚氨酯分散体系。可通过外乳化法制得。其粒径 0.1 m,外观白浊。由于这种聚氨酯不易溶于水,因此需通过强力搅拌,依靠剪切力和大量乳化剂作用将聚氨酯强制乳化分散于水中。大多数外乳化聚氨酯乳液的产品粒径粗大,且亲水性小分子乳化剂的残留,会影响固化后聚氨酯胶膜的性能,现在已经逐步向自乳化聚氨酯分散液方向发展。

1.2聚氨酯分散液

通常将不含有乳化剂的聚氨酯分散体叫水性聚氨酯分散体,或聚氨酯分散液,其粒径在0..1 m,外观半透明,可通过内乳化或自乳化法制得。采用带有成盐亲水基团的物质与预聚体的--NCO基团反应生成亲水的聚氨酯盐,这种聚氨酯盐不用加入乳化剂,经搅拌可直接分散于水中得到半透明分散体。根据聚氨酯分子中所引入的亲水基团的不同,又可将其分为阴离子型、阳离子型和非离子型。在成膜过程中水分逐渐被排除,其分子链问及离子基团间呈有规律的排布,不但存在静电作用和氢键力,而且分子之间还发生交联反应,形成络结构。由于没有乳化剂的存在,这些粒子对机械搅拌、加热或稀释的敏感性不大,耐电解质;胶膜牢固且富有弹性,粘附力强。

1.3聚氨酯水溶液

聚氨酯水溶液是指所生成的聚氨酯分子溶于水中而形成的溶液。其粒径 0.001 m,外观透明,稳定性良好。但由于聚氨酯水溶液中聚合物的亲水性好,致使其胶膜的耐水性等性能比前2者差,而且工艺复杂,成本也较高,其应用受到了限制。

<蜜饯果脯p>2水性聚氨酯胶粘剂的现状及应用

国外在20世纪50年代就开始了水性PU胶的研究,直到80年代才在技术上取得突破,90年代推向市场[2]。我国的研究始于20世纪70年代初,近年来研究工作十分活跃,但与国外水平相比,仍处于开发阶段[3]。

随着经济高速发展,环保要求越来越高,国内许多单位都积极投入到水性聚氨酯的研发中,据不完全统计,目前我国水性PU胶粘剂的科研、生产单位已有上百家。水性PU胶粘剂具有耐低温、柔韧性、粘接性能好、胶膜物性可调节范围宽等优点,已在植绒、多种层压制品的粘合(包括薄膜、织物、棉或化纤、无纺布、纸张、食品包装复合塑料薄膜等)、汽车内饰材料的粘接、木工、压敏胶、制鞋等领域得到广泛应用。

2.1植绒胶粘剂

水性聚氨酯具有优良的柔韧性,性能超过了丙烯酸乳液胶粘剂,可用作植绒胶。如许戈文[5]等人研制出的环氧改性聚氨酯阳离子乳液体系,其粘附力、耐水性、耐溶剂性、手感等方面性能优异。

2.2层压制品及复合包装

聚氨酯胶粘剂中含有异氰酸酯基(-Nc0)和氨基甲酸酯基(-NHCOO-),与含有活性氢的材料有着优良的粘接力,还可与被粘材料产生氢键作用,使粘合更加牢固。聚氨酯胶粘剂的配方可调,胶层从柔性端面铣床到刚性可任意调整,适合多种材料复合包装及层压复合的要求。另外由于胶膜气味小、无毒,特别适用于食品包装复合薄膜及装饰用复合胶粘剂。

安徽大学绿色高分子材料重点实验室研制的PU-5080水性聚氨酯胶粘剂可用于磁层压、织物处理、材料粘合等领域,固含量(30 1)%,PH值6~9,断裂伸长率 400%,拉伸强度 13MPa。

1定要肯定电源是处于断开状态的 2.3木材胶粘剂

木材加工是胶粘剂最大的应用领域。胶合板、纤维板、刨花板常用的胶粘剂有脲醛、三聚氰胺-甲醛、酚醛树脂胶等。采用'三醛树脂'制造复合板材,一般要求木材水分质量分数在2%以内,而未经干燥处理的木材水分质隧道机械量分数在10%左右甚至更高,需要经过干燥处理才能进行复合加工,否则压制时可能产生爆裂。另外,三醛树脂在粘接及制品使用过程中会产生有刺激性气味的甲醛,对环境造成污染。脲醛胶粘的制品耐水性较差,聚醋酸乙烯乳液则耐水性及耐热性均不佳,热压时易透胶。而采用乙烯基水性聚氨酯胶粘剂可克服以上缺点,能在室温下胶接木材,具有初粘性高,对较湿的木材也能适应等优点。胶层的耐热性和耐老化性能良好。

日本首先开发了水性乙烯基PU系木材胶粘剂,简称API,后改名为水性高分子-异氰酸酯系木材胶粘剂(WPI)。该类胶粘剂初粘性高,可常温胶接,最终粘接强度高,胶层耐水、耐久性良好,粘接木材时受压时间短,操作简便,胶粘剂呈中性,对木材无污染[6]。

2.4鞋用胶粘剂

前几年我国一些三资鞋厂已开始使用水性PU胶。目前每年单从我国出口到国外的4大名牌(Nike等)所用的水性PU胶就达到2万t[2]。由于国产水性PU胶在固化速度、初粘性、耐热性等方面均不及溶剂型胶,因此国内市场上的鞋用水性PU基本上为进口产品。据报道,山西省应用化学研究院开发、山西运城华阳工贸公司生产的PUWD26210水性胶对鞋材具有良好的粘接性[2]。

2.5压敏胶

乳液压敏胶的用途是制造胶带、不干胶标签等,也可直接使用,广泛用于办公、建筑、家具、车辆等领域。目前丙烯酸类乳液使用较多。而考虑到耐老化、耐寒、粘接强度、透明性、无毒等因素,聚氨酯可成为水性压敏胶中一种新型优良品种。PU乳液的分子质量不宜过大。日特开昭62 297375报道了日本花五株式会社研制的一种阴离子2.万能材料实验机主体及测力计安装时不需要特殊地基型PU乳液,用环氧交联得到的压敏胶耐水性中国塑协塑料再生利用专业委员会副会长董金狮流露好、强度高、稳定性好[8]吹瓶机。该实验研制的环氧改性水性PU压敏胶,乳液稳定,用于铝板与薄膜及海绵与海绵粘接,具有非常好的初粘性和持粘性。

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