水性聚氨酯胶粘剂是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称为水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性。
水性聚氨酯无毒无污染,高分子量使它能形成优良的粘合膜,它具有耐低温、柔韧性、粘接性能好、胶膜物性可调节范围宽等优点;其分子结构中具有柔性分子链,表现出优良的耐冲击、耐疲劳、耐低温性能,还具有性能的可设计性,胶层从柔性到刚性的任意可调,可满足不同材料间的粘合需求。
目前,水性聚氨酯胶粘剂的合成方法已经比较成熟,主要有以下几种方法:
(1) 在聚氨酯树脂结构中引入部门亲水基团,使其自乳化。
(2) 丙酮法:先制得高粘度预聚体,再加丙酮降低粘度,再用亲水单体扩链,在高速搅拌下加入水中,通过强力剪切作用使之分散在水里,乳化后减压蒸馏回收溶剂即制得聚氨酯胶粘剂水分散性体系。
(3) 封端异氰酸酯法:选择合适的封闭剂,将对水敏感的异氰酸酯的端-NCO基团保护起来,使其失去活性,再加入扩链剂和交联剂共乳化制成乳液使用时,通过一定温度及特种催化剂解蔽,再生成-NCO端基,扩链以制备随性聚氨酯。
改性:
1、 调整结构:在保证乳液稳定性的前提下,亲水基团的含量尽可能低,可提高胶膜的耐水性;
2、 改进工艺:采用工艺性能优良的乳化设备进行热处理,可提高胶膜的强度和耐水性。
3、 复合改性:为了改善水性聚氨酯的某些性能,可与其他水性树脂如环氧树脂乳液、脲醛树脂等共混,制成新的水性胶黏剂,其性能有所提高。
4、 接枝改性:在聚氨酯乳液中加入适量的苯乙烯单体,通过原位聚合法制得聚氨酯-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:可将多异氰酸酯有机溶剂分散在聚乙烯醇、羧甲基纤维素的水溶液中。
6、 交联改性是提高水性聚氨酯性能的有效方法,可提高胶膜的耐水性、耐热性和粘接强度。