水性聚氨酯粘合剂的简介

发布时间:2020-3-19

水性聚氨酯,全称水性聚氨基甲酸酯(Waterborne Polyurethane 简称 WPU),它主要是由含有羟基的醇类和含有异氰酸酯基的异氰酸酯通过反应生成了多嵌段聚氨酯聚合物,其分子结构中含有很多重复的氨基甲酸酯基。

水性聚氨酯的聚合研究始于上个世纪四十年代,现今已经被应用于我们日常生活的各大领域]。最早德国Wurtz教授于1849年成功的制得脂肪族异氰酸酯。但是聚氨酯的出现,直到 1937 年才被德国化学家 Otto Bayer 通过 1,4-丁二醇和六亚甲基二异氰酸酯成功地合成。在此之后聚氨酯凭借着其优良独特的性能很快的就被应用到众多化工行业当中。所以后来德国也被人们称为聚氨酯工业的发源地。紧接着随着全球经济的快速发展,人们对于环保理念的重视。同时,在工业市场的巨大刺激下,水性聚氨酯的研究在 90 年代初随之应运而生。经过三十年的发展,比利时联合化工企业有限公司、美国 Air Products 公司、英国捷利康公司都对水性聚氨酯展开了深入的研究。而我国相对于其他国家关于水性聚氨酯的研究发展较慢,于 20 世纪 70 年代开始,1989 年国内聚氨酯首次被成功的合成投入工业化生产。截止今天,我国的聚氨酯的产量已经达到 1000 万吨,占全球聚氨酯总产量的50%左右,据官方数据预测聚氨酯产量将会在接下来年里继续持续增长的趋势。

水性聚氨酯

目前,研究者对于水性聚氨酯的研究多数还是停留在单一的羧酸型,相对于羧酸型水性聚氨酯,磺酸型与生物质原料改性水性聚氨酯起步稍晚。但是,这些新型的水性聚氨酯在耐水性、固含量、力学性能、热力学等方面都呈现出了巨大的优异性。

合成了一种分子链含有磺酸基团的水性聚氨酯硬段,得到其分散体系粘度较低、固含量较高,并且进一步对其力学性能合和储存稳定性进行了探究。研究结果表明,这种磺酸型的水性聚氨酯相比羧酸型型,具有良好的力学性能和储存稳定性。这是由于磺酸基具有较大的双电层电位,分子间的静电排斥作用阻止了分子之间的凝聚,使得合成的水性聚氨酯产生强的亲水性,分散体稳定性提高。同时,磺酸基团的引入,使整个体系中的硬段含量得到增加,导致分子间作用力增大,分子结构排列更加规整有序。

用磺酸型和水合肼扩链剂,成功合成了固含量为 40 %的水性聚氨酯,并且研究了磺酸基含量对这种水性聚氨酯胶膜的影响。研究结果表明,乳液稳定性、胶膜的断裂伸长率和拉伸强度、热力学稳定性等得到显著提高。

以蓖麻油作为交联剂,合成的蓖麻油改性水性聚氨酯。研究结果表明,随着蓖麻油含量的不断增加,胶膜的疏水性和力学性能得到提高,当W=5.5 %时,水性聚氨酯胶膜的综合性能最佳。从而使水性聚氨酯的应用范围得到了扩宽。

用松香作为改性剂,以聚己内酯二元醇(PCL220N)、TDI-80作为主要合成原料,成功地制备出了松香改性的 TDI 水性聚氨酯胶黏剂。研究结果表明,当松香的引入量为 5.73 %时,水性聚氨酯胶膜的拉伸强度达到最大。

本文标签: 水性聚氨酯 

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