5、 提高水性聚氨酯膠粘劑性能的途徑
近年來,對水性聚氨酯膠粘劑干燥速度慢、初粘性低、對非極性基材濕潤性差、耐水性不佳、耐熱性不高等問題進行大量的研究,提出了一些進措施。
一、調整結構
(1) 在保證乳液穩定性的前提下,親水基團的含量盡可能低,可提高膠膜的耐水性。
(2) 聚醚多元醇相對分子質量越小,則膠膜越硬,耐水性也較好。
二、改進工藝
采用工藝性能優良的乳化設備。進行熱處理可提高膠膜的強度和耐水性。對于交聯型水性聚氨酯,加熱能形成交聯結構,使耐水、耐熱性能提高。對于熱塑性水性聚氨酯,受熱會使三乙醇胺、氨、醋酸等鹽試劑從膠膜中脫出,增加疏水性。另外,也會產生一定程度的交聯和支化。
三、交聯改性
交聯是提高水性聚氨酯性能的有效方法,可提高膠膜的耐水性、耐熱性和粘接強度。交聯分為內交聯和外交聯。所謂內交聯就是在合成時使水性聚氨酯含有反應性的官能團,經熱處理后便能形成交聯。如采用部分三官能團的多元醇或異氰酸酯、引入胺基或環氧基團、封閉型異氰酸酯乳液、多官能團交聯劑等都可制得內交聯水性聚氨酯。內交聯方法的缺點是預聚體粘度很大,難以乳化。同時聚氨酯微粒間聚集性差,成膜性能不好。
外交聯法即是在使用前添加交聯劑,在成膜過程或成膜之后,加熱產生化學反應,形成交聯的膠膜。與內交聯相比,所得乳液性能好,其缺點是為雙組分體系,沒有單組分型方便。在工業上大都對羧酸型陰離子乳液進行交聯,外交聯法又分為高溫交聯法和室溫交聯法。用甲醛、三聚氰胺-甲醛樹脂、環氧化合物人交聯劑,一般在120~1800C下進行交聯反應。以氮丙啶、碳化二亞胺、多異氰酸酯、金屬鹽類化合物為交聯劑,在室溫條件下進行交聯,但因交聯反應迅速進行,短時間內易產生凝膠,一般是在使用聚氨酯乳液時加入交聯劑。
一、復合改性
為了改善水性聚氨酯的某些性能,可與其他水性樹脂如環氧樹脂乳液、丙烯酸酯乳液、VAE乳液、氯丁膠乳、天然膠乳、聚醋酸乙烯乳液、脲醛樹脂等共混,制成新的水性膠粘劑,其性能有所提高。將水性聚氨酸與環氧樹脂乳液共混,提高粘合性、耐水性和耐溶劑性等。
水性聚氨酯與丙烯酸酯乳液共混,其性能介于聚氨酯和丙烯酸酯乳液之間。
聚氨酯和丙烯酸酯共聚復合乳液(PUA)具有優異的性能,對金屬粘接性良好,耐耐溶劑性提高。共聚復合的工藝首先是合成以丙烯酸羥乙(或丙)酯為端基的聚氨酯預聚物,乳化分散后再與丙烯酸單體進行乳液共聚,即得PUA復合乳液。
聚氨酯網知識:水性聚氨酯膠粘劑與溶劑型聚氨酯膠粘劑的區別之二