文档介绍：水性聚氨酯胶黏剂
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聚氨酯胶黏剂包括多异氰酸酯溶液胶,热塑性聚氨酯溶液胶,反应型单、双组分聚氨酯溶液胶,无溶剂型聚氨酯液体胶,水分散型、热熔型和反应热熔型聚氨酯胶等。目前,聚氨酯胶黏剂主要应用的是热塑性聚氨酯溶液胶和反应型单、双组分聚氨酯溶液胶。
聚氨酯胶黏剂的非有机溶剂化有3 个途径:水性化,热熔化和100% 液体化。在这3 个途径中,以水作溶剂代替有机溶剂的水性化由于应用工艺和条件与原溶剂型胶黏剂差别不大,有独特的优点,现在已得到迅速发展
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按照较成熟的应用形态区分,水性聚氨酯胶黏剂目前可分为3 类:
(1)可水分散性多异氰酸酯胶黏剂,其主要成分为含亲水基团、可自动分散于水的多异氰酸酯;其主要用于人造板制造和其他类型水性聚氨酯胶黏剂的固化剂;
(2)乙烯基聚氨酯水性胶黏剂,其是乙烯基水性高分子乳液- 多异氰酸酯双组分胶黏剂,主要用于木材粘接;
(3)水分散性聚氨酯(PUD)胶黏剂。
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水性聚氨酯根据外观可分为乳液型聚氨酯、聚氨酯水分散液和水溶性聚氨酯。
按聚氨酯的异氰酸酯原料分,可以分为芳香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂环族异氰酸酯型。
水性聚氨酯根据其主链或侧链是否含有离子基团而被分为阴离子型聚氨酯乳液、阳离子型聚氨酯乳液和非离子型聚氨酯乳液。
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(1)多异氰酸酯常用的是芳香族二异氰酸酯和脂肪族或脂环族二异氰酸酯。
(2)聚合物多元醇常用的低聚物多元醇一般以聚醚多元醇和聚酯多元醇为主。
(3)亲水扩链剂其可使水性聚氨酯具有良好的水分散性和自乳化性, 按引入亲水基团的种类分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型, 应用较多、相对效果较好的是阴离子试剂。
此外, 还有小分子扩链剂、溶剂、催化剂、交联剂、成盐剂等助剂。
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(1) 乳化法通常采用两种乳化方式:
一是将制备完毕的有机溶剂型聚氨酯在有乳化剂的高剪切力乳化设备中, 用外部机械力制成聚氨酯水乳液(外乳化法) 。此法制得的聚氨酯乳液粒径较大, 一般大于1 微米。
二是在预聚体基团上引入表面活性剂基团, 使合成出的聚氨酯具有亲水性(内乳化法)。常少的表而活性剂基团有: 磺酸盐型、羧酸盐型、,叔胺型、两性型及非离子聚乙二醇型。此法制得的聚氨酯乳液粒径小, 可用羧甲基纤维素、聚乙烯醇等作为乳化保护剂, 提高乳液稳定性。
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(2)丙酮法疏水型预聚体在丙酮存在下与亲水单体扩链反应制得高聚物, 同时加入丙酮稀释反应混合物, 再向系统内加水, 搅拌, 形成连续的水相及被丙酮溶胀的不连续聚氨酯微粒相, 最后蒸去丙酮。该方法制得的水性聚氨酯重复性好, 乳液粒径均匀, 分散性好, 但该法需使用大量丙酮, 溶剂回收工艺复杂, 危险系数高.
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(3) 保护反应活性的水系聚氨酯端基为异氰酸酷的聚氨酯遇水将发生扩链反应, 在放出二氧化碳的同时形成脲基。为此, 采用某些化合物先将一N CO 基封闭, 制成一种部分封闭式双封端N C O 的聚氨酯预聚体, 使其能在水中乳化, 扩链、引入基团, 然后通过加热解闭, 使异氰酸酯再生进行交联反应, 常用封闭剂有: 酸类、叔醇类, 亚硫酸盐及低分子量的胺类和醋酸酯类
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(4)熔融分散法将制得的含离子基团的端脲基低聚物在熔融状态下季胺化、羟甲基化后加水形成稳定的乳液,降低pH 值使其发生缩聚反应, 形成高分子质量的聚氨酯。该方法工艺简单, 容易控制, 在制备过程中不需要使用溶剂, 对环境无污染, 适应性强, 但此法反应温度较高。
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丙烯酸酯改性
丙烯酸酯改性水性聚氨酯的制备方法有以下5种:
①PA 与PU 直接进行物理共混;
②外加交联剂,形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合乳