水性聚氨酯膠粘劑的分類

1以外觀分水性聚氨酯可分為聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。實(shí)際應(yīng)用是聚氨酯乳液及分散液，本書中統(tǒng)稱為水性聚氨酯或聚氨酯乳液，其外觀分類如表5所示。表5 水性聚氨酯形態(tài)分類名 稱水溶液分散液乳 液狀態(tài)外觀粒徑，um 分子量溶解膠體透明0.001100-1000分散半透明乳白0.001-0.1數(shù)千20萬分散白濁0.15000水性聚氨酯膠粘劑可按多種方法進(jìn)行分類：2、按聚氨酯的結(jié)構(gòu)分類A、 按原料及結(jié)構(gòu)可分為聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多異氰酸酯乳液、封閉型聚氨酯乳液。B、按分子結(jié)構(gòu)可分為線性聚氨酯乳液(熱塑性)和交聯(lián)型聚氨酯乳液(熱固型)。交聯(lián)型又分為內(nèi)交聯(lián)型和外交聯(lián)型。2、按親水基團(tuán)的性質(zhì)分類A、陰離子型：大多數(shù)水性聚氨酯膠粘劑是以含羧基或磺酸鹽擴(kuò)鏈引入羧基或磺酸離子。B、陽離子型：一般是指主鏈或側(cè)鏈上含有銨離子(多為季銨離子)或硫離子的水性聚氨酯。C、非離子型：分子中含有非離子型親水鏈段或親水性基團(tuán)。D、混合型：分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在離子型和非離子型親水鏈段或基團(tuán)3以聚氨酯原料分按主要低聚物多元醇類型可分為聚醚型、聚酯型及聚烯烴型等，分別指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作為低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。還有聚醚-聚酯、聚醚聚丁二烯等混合 以聚氨酯的異氰酸酯原料分，可分為芳香族異氰酸酯型、脂肪族異氰酸酯型、脂環(huán)族異氰酸酯型。按具體原料還可細(xì)分，如TDI型、HDI型，等等。4按聚氨酯樹脂的整體結(jié)構(gòu)劃分(1)按原料及結(jié)構(gòu)可分為聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多異氰酸酯乳液、封閉型聚氨酯乳液。聚氨酯乳液是指以低聚物多元醇、擴(kuò)鏈劑、二異氰酸酯為原料，以通常方法制備的聚氨酯分散于水所形成的乳液。乙烯基聚氨酯乳液一般指在乙烯基樹脂水溶液或乳液中加入異氰酸酯而形成的乳液，是雙組分體系。多異氰酸酯乳液是指含親水基團(tuán)多異氰酸酯乳化于水，或多異氰酸酯的有機(jī)溶液分散于含乳化劑的水而形成的乳液，也是雙組分即用即配體系，適用期較短。封閉型異氰酸酯乳液是指分子中含有被封閉的異氰酸酯基團(tuán)的聚氨酯乳液，是一種穩(wěn)定的單組分體系。在制備聚氨酯乳液時(shí)司引入封閉異氰酸酯基團(tuán)，也可制成封閉異氰酸酯基團(tuán)含量高的乳液，用于和其他乳液體系共混，起交聯(lián)作用，水分揮發(fā)后加熱交聯(lián)o(2)聚氨酯乳液還可細(xì)分為聚氨酯乳液和聚氨酯-脲乳液，后者是指由聚氨酯預(yù)聚體在水中分散同時(shí)通過水或二胺擴(kuò)鏈而形成的乳液，實(shí)質(zhì)上生成了聚氨酯脲，但由于由預(yù)聚體分散法制備較為普遍，習(xí)慣上稱為聚氨酯乳液者居多。 (3)按分子結(jié)構(gòu)可分為線性分子聚氨酯乳液(熱塑性)和交聯(lián)型聚氨酯乳液(熱固性)。交聯(lián)型又可細(xì)分為內(nèi)交聯(lián)和外交聯(lián)型。內(nèi)弋聯(lián)型聚氨酯乳液是在合成時(shí)形成一定程度的支化交聯(lián)分子結(jié)構(gòu)，或引入可熱反應(yīng)性基團(tuán)，它是穩(wěn)定的單組分體系。外交聯(lián)是在乳液中添加能與聚氨酯分子鏈中基團(tuán)起反應(yīng)的交聯(lián)劑，是雙組分體系o5根據(jù)聚氨酯的水性化方法劃分根據(jù)制備方法有多種分類。舉例如下。(1)自乳化法和外乳化法自乳化法又稱內(nèi)乳化法，是指聚氨酯鏈段中含有親水性成分，因而無需乳化劑即可形成穩(wěn)定乳液的方法。(2)預(yù)聚體法、丙酮法、熔融分散法自乳化法制水性聚氨酯常用的方法有預(yù)聚體分散法和丙酮法。預(yù)聚體法即在預(yù)聚體中導(dǎo)人親水成分，得到一定粘度范圍的預(yù)聚體，在水中乳化同時(shí)進(jìn)行鏈增長，制備穩(wěn)定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。丙酮法和預(yù)聚體法的主要區(qū)別是，在丙酮法中，聚氨酯先預(yù)聚成分子量較大的預(yù)聚體，由于分子量大的預(yù)聚體粘度大，必須稀釋降低粘度；而預(yù)聚體法中根據(jù)需要可加或不加少量丙酮等溶劑。這兩者的概念有所交叉，有的乳化方法既屬丙酮法又屬預(yù)聚體法。熔融分散法又稱熔體分散法、預(yù)聚體分散甲醛擴(kuò)鏈法。預(yù)先合成含叔胺基團(tuán)(或離子基團(tuán))的端NCO基團(tuán)預(yù)聚體，再與尿素(或氨水)在本體體系反應(yīng)，形成聚氨酯雙縮二脲(或含離子基團(tuán)的端脲基)低聚物，并加入氯代酰胺在高溫熔融狀態(tài)繼續(xù)反應(yīng)，繼續(xù)季胺化。水性聚氨酯制備用原料1.低聚物多元醇：聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚三醇、聚丁二烯二二醇、丙烯酸酯多元醇等水性聚氨酯膠粘劑制備中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多，有時(shí)還使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品種低聚物多元醇。聚醚型聚氨酯低溫柔順性好，耐水性較好，且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的價(jià)格比聚酯二醇低，因此，我國的水性聚氨酯研制開發(fā)大多以聚氧化丙烯二醇為主要低聚物多元醇原料。由聚四氫呋喃醚二醇制得的聚氨酯機(jī)械強(qiáng)度及耐水解性均較好，惟其價(jià)格較高，限制了它的廣泛應(yīng)用。聚酯型聚氨酯強(qiáng)度高、粘接力好，但由于聚酯本身的耐水解性 能比聚醚差，故采用一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯，其貯存穩(wěn)定期較短。但通過采用耐水解性聚酯多元醇，可以提高水性聚氨酯膠粘劑的耐水解性。國外的聚氨酯乳液膠粘劑及涂料的主流產(chǎn)品是聚酯型的。脂肪族非規(guī)整結(jié)構(gòu)聚酯的柔順性也較好，規(guī)整結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性聚酯二醇制備的單組分聚氨酯乳液膠粘劑，膠層經(jīng)熱活化粘接，初始強(qiáng)度較高。而芳香族聚酯多元醇制成的水性聚氨酯對金屬、RET等材料的粘接力高，內(nèi)聚強(qiáng)度大。其他低聚物二醇如聚碳酸酯二醇、聚己內(nèi)酯二醇、聚丁二烯二醇、丙烯酸酯多元醇等，都可用于水性聚氨酯膠粘劑的制備。聚碳酸酯型聚氨酯耐水解、耐候、耐熱性好，易結(jié)晶，由于價(jià)格高，限制了它的廣泛應(yīng)用。 2.異氰酸酯:TDI、MDI、IPDI、HDI等制備聚氨酯乳液常用的二異氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二異氰酸酯，以及TDI、MDI、HDI：MDI等脂肪族、脂環(huán)族二異氰酸酯。由脂肪族或脂環(huán)族二異氰酸酯制成的聚氨酯，耐水解性比芳香族二異氰酸酯制成的聚氨酯好，因而水性聚氨酯產(chǎn)品的貯存穩(wěn)定性好。國外高品質(zhì)的聚酯型水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂環(huán)族異氰酸酯原料制成，而我國受原料品種及價(jià)格的限制，大多數(shù)僅用TDI為二異氰酸酯原料。多亞甲基多苯基多異氰酸酯一般用于制備乙烯基聚氨酯乳液和異氰酸酯乳液。3擴(kuò)鏈劑：1，4丁二醇、乙二醇、己二醇、乙二胺等4水：蒸餾水、離子水5.親水性擴(kuò)鏈劑：二羥甲基丙酸(DMPA)、二羥基半酯、乙二胺基乙磺酸鈉、二亞乙基三胺等6.成鹽劑：HCL、醋酸、環(huán)氧丙烷7.溶劑：丙酮、甲乙酮、甲苯等8.乳化劑：聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚物9.交聯(lián)劑：環(huán)氧樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、多異氰酸酯10.增稠劑：羧甲基纖維素、羥甲基纖維素等。