APU是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系,也稱水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑,無污染、安全可靠、機(jī)械性能優(yōu)良、相容性好、易于改性。
APU膠粘劑無毒無污染,高分子量使它能形成性能優(yōu)良的粘合膜,它具有耐低溫、柔韌性、粘接性能好、膠膜物性可調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點(diǎn);其分子結(jié)構(gòu)中具有柔性分子鏈,表現(xiàn)出優(yōu)良的耐沖擊、耐疲勞、耐低溫性能,還具有性能的可設(shè)計(jì)性,膠層從柔性到剛性的任意可調(diào),可滿足不同材料間的粘合需求。
目前,水性聚氨酯膠粘劑的合成方法已經(jīng)比較成熟,主要有以下幾種方法:
(1)在聚氨酯樹脂結(jié)構(gòu)中引入部分親水基團(tuán),使其自乳化。
(2)丙酮法:先制得高粘度預(yù)聚體,再加丙酮降低粘度,再用親水單體擴(kuò)鏈,在高速 攪拌下加入水中,通過強(qiáng)力剪切作用使之分散在水中,乳化后減壓蒸餾回收溶劑即制得PU水分散體系。
(3)封端異氰酸酯法:選擇合適的封閉劑,將對水敏感的異氰酸酯的端-NCO基團(tuán)保護(hù)起來,使其失去活性,再加入擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑共乳化制成乳液使用時(shí),通過一定溫度及特種催化劑解蔽,再生成-NCO端基,擴(kuò)鏈以制備水性聚氨酯。
缺點(diǎn):
水性聚氨酯膠黏劑存在著干燥速度慢、對非極性基材潤濕性差、初黏性低以及耐水性不好等問題。同時(shí)其乳膠膜的硬度、及力學(xué)性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。
改性:
(1)調(diào)整結(jié)構(gòu):在保證乳液穩(wěn)定性的前提下,親水基團(tuán)的含量盡可能低,可提高膠膜的耐水性;
(2)改進(jìn)工藝:采用工藝性能優(yōu)良的乳化設(shè)備進(jìn)行熱處理,可提高膠膜的強(qiáng)度和耐水性。(3)復(fù)合改性:為了改善水性聚氨酯的某些性能,可與其他水性樹脂如環(huán)氧樹脂乳液、脲醛樹脂等共混,制成新的水性膠黏劑,其性能有所提高。
(4)接枝改性:在聚氨酯乳液中加人適量的苯乙烯單體,通過原位聚合法制得聚氨酯一苯乙烯接枝乳液,提高了粘接性和耐水性。
(5)乙烯基乳液分散改性:可將多異氰酸酯(或其預(yù)聚體)有機(jī)溶液分散在聚乙烯醇、羧甲基纖維素的水溶液中。
(6)交聯(lián)改性是提高水性聚氨酯性能的有效方法,可提高膠膜的耐水性、耐熱性和粘接強(qiáng)度。
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