水性聚氨酯膠粘劑的性能特點
1.與溶劑型聚氨酯膠粘劑相比，水性聚氨酯膠粘劑除了上述的無溶劑臭味、無污染等優(yōu)點外，還具有下述特點。
(1)大多數(shù)水性聚氨酯膠粘劑中不含NCO基團(tuán)，因而主要是靠分子內(nèi)極性基團(tuán)產(chǎn)生內(nèi)聚力和粘附力進(jìn)行固化。而溶劑型或無溶劑單組分及雙組分聚氨酯膠粘劑可充分利用NCO的反應(yīng)、在粘接固化過程中增強粘接性能。水性聚氨酯中含有羧基、羥基等基團(tuán)，適宜條件下可參與反應(yīng)，使膠粘劑產(chǎn)生交聯(lián)。
(2)除了外加的高分子增稠劑外，影響水性聚氨酯粘度的重要因素還有離子電荷、核殼結(jié)構(gòu)、乳液粒徑等。?聚合物分子上的離子及反離子(指溶液中的與聚氨酯主鏈、側(cè)鏈中所含的離子基團(tuán)極性相反的自由離子)越多，粘度越大；而固體含量(濃度)、聚氨酯樹脂的分子量、交聯(lián)劑等因素對水性聚氨酯粘度的影響并不明顯，這有利于聚氨酯的高分子量化，以提高膠粘劑的內(nèi)聚強度。與之相比，溶劑型聚氨酯膠粘劑的粘度的主要影響因素有聚氨酯的分子量、支化度、膠的濃度等。相同的固體含量，水性膠粘劑的粘度較溶劑型膠粘劑小。
(3)粘度是膠粘劑使用性能的一個重要參數(shù)。水性聚氨酯的粘度一般通過水溶性增稠劑及水來調(diào)整。而溶劑型膠粘劑可通過提高固
含量、聚氨酯的分子量或選擇適宜溶劑來調(diào)整。
(4)由于水的揮發(fā)性比有機溶劑差，故水性聚氨酯膠粘劑干燥較慢，并且由于水的表面張力大，對表面疏水性的基材的潤濕能力差。若當(dāng)大部分水分還未從粘接層、涂層揮發(fā)到空氣中，或者被多孔性基材吸收就遽然加熱干燥，則不易得到連續(xù)性的膠層。由于大多數(shù)水性聚氨酯膠是由含親水性的聚氨酯為主要固體成分，且有時還含水溶性高分子增稠劑，膠膜干燥后若不形成一定程度的交聯(lián)，則耐水性不佳。
(5)水性聚氨酯膠粘劑可與多種水性樹脂混合，以改進(jìn)性能或降低成本。此時應(yīng)注意離子型水性膠的離子性質(zhì)和酸堿性，否則可能引起凝聚。因受到聚合物間的相容性或在某些溶劑中的溶解性的影響，溶劑型聚氨酯膠粘劑只能與為數(shù)有限的其他樹脂膠粘劑共混。
(6)水性聚氨酯膠粘劑氣味小，操作方便，殘膠易清理，而溶劑型聚氨酯膠粘劑使用中有時還需耗用大量溶劑，清理也不及水性膠方便。
2.以水為主要介質(zhì)的水性聚氨酯(主要是乳液)膠粘劑與溶劑型聚氨酯膠粘劑相比，具有一些特別的性質(zhì)，總結(jié)了它們的主要性能特點。
表乳液型和溶劑型聚氨酯膠粘劑的性能比較
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性能名稱 |
乳液型 |
溶劑型 |
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液體性質(zhì)
外觀
固含量
溶劑類型
粘度
粘流特性
施工性能
潤濕性能
干燥性
成膜性
共混性
膜性能
機械性能
耐水性
耐溶劑性
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半透明-乳白色分散液
20%-60%(與Mw無關(guān))
水（有時含少量溶劑）
低，與分子量無關(guān)，可增稠
非牛頓型（一般有觸變性）
表面張力較高，對低能表面
潤濕不良，可加流平劑改變
慢（水的蒸發(fā)能高）
須在0℃以上，依賴于溫度濕度
相同離子性質(zhì)的不同聚合物的可混合
差－良
稍差－良好（加交聯(lián)劑增強）
稍差－良好（加交聯(lián)劑增強）
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均勻透明液體
20%-60%(與Mw無關(guān))
有機溶劑
分子量高則粘度大還與溶劑、濃度有關(guān)
牛頓型
視溶劑種類對低能表面潤濕
良好
快
對溫度依賴性小
與聚合物和溶劑體系有關(guān)
良好
良好
單組分差、雙組分良好
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耐熱性
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熱塑性的稍差，交聯(lián)劑的良好 |
3. 液體性質(zhì)
1．粒徑及其對性能的影響
介質(zhì)水中聚氨酯微粒的粒徑與水性聚氨酯的外觀之間有密切的聯(lián)系，粒徑越小，乳液外觀越透明。當(dāng)粒徑在0．00lum以下時，水性聚氨酯是淺黃色透明的水溶液；當(dāng)粒徑在0.lum以下時，呈帶藍(lán)光的半透明．白色乳液；當(dāng)聚氨酯微粒平均粒徑大于0．1um時，水性聚氨酯是白色乳液。不同的乳液，微粒的粒徑大小有一定范圍。粒徑的大小與樹脂的配方、分子量大小及其親水成分的含量有關(guān)。乳化時相同的剪切作用力作用下，樹脂的親水性成分越多，則乳液的粒徑越細(xì)，甚至完全溶于水，形成膠體溶液。粒徑還與剪切力有關(guān)，攪拌越激烈，即把聚氨酯(預(yù)聚體)或其溶液“剁碎”使之分散于水中的剪切力越大，則乳液的顆粒越細(xì)，乳液的各項性能越好。
聚氨酯乳液的微粒粒徑大小對乳液的穩(wěn)定性、成膜性、對基材的濕潤性能、膜性能及粘接強度等性能有較大的影響。
該系列乳液制法為，由聚氧化丙烯二醇和9DI制得相同NCO含量的預(yù)聚體，加多亞乙基多胺溶液反應(yīng)，生成聚氨酯-脲-多胺溶液，再與丁二酸反應(yīng)，所得聚氨酯在含氨水的水中乳化，除去溶劑，即得乳液。通過調(diào)整氨水的用量或微調(diào)多元胺／丁二酸的用量(表中樣品2)，制成不同粒徑的乳液。并涂于聚酯薄膜上(干膠厚度50um)，干燥，制成壓敏膠帶。
2．乳液穩(wěn)定性
影響乳液貯存穩(wěn)定性的有兩個主要因素：聚氨酯微粒的粒徑及聚氨酯的耐水解性。
若要了解粒徑的影響，可通過離心加速沉降試驗?zāi)M貯存穩(wěn)定性。通常在離心機中以3000r／min轉(zhuǎn)速離心沉降15min后，若無沉淀，可以認(rèn)為有6個月的貯存穩(wěn)定期。
若聚氨酯耐水性差，則會在貯存過程緩慢降解，產(chǎn)生羧基，降低pH值，使乳液凝聚。可通過加熱加速試驗?zāi)M長期耐水解性能。
冷凍穩(wěn)定性也是實際應(yīng)用中考慮的一個因素。在貯存過程應(yīng)防止凍結(jié)和長期高溫。
酸性物質(zhì)及多價金屬離子會使陰離子型聚氨酯乳液產(chǎn)生凝聚；陽離子型應(yīng)防止堿影響其穩(wěn)定性。
3.表面張力
表面張力是關(guān)系到水性
聚氨酯網(wǎng)知識：水性聚氨酯膠粘劑與溶劑型聚氨酯膠粘劑的區(qū)別
