低碳环保为水性聚氨酯胉剂撑起一片绿?/span>
2016-9-30 来源:中国聚合物网 点击?/span>
关键词：(x)胉?/a> 汽R内饰
水性聚氨酯胶粘?UPU?是指以水性聚氨酯为基料而制得的胉剂，是水性胶_剂中的重要一c，以其优良的粘接性、突出的耐a(b)、耐冲凅R耐磨、耐低温等Ҏ(gu)，q年来得C(jin)q速发展。发展高性能水性聚氨酯胶粘剂的最l目标是取代目前正在大量使用的高污染的双l分溶剂型聚氨酯胶粘剂。目前，世界合成胶粘剂发展的势H出表现为环保和高性能化，随着环保法规的日严|各发辑֛家大力研制水性胶_剂。由于水性聚氨酯胶粘剂的l合性能优越Q在各类水性胶_剂中独?wi)一帜，q年来受到国内外的广泛关注，特别是高性能水性聚氨酯胶粘剂的开发研I已成ؓ(f)热点N?br />
1、水性聚氨酯胉剂的应用领域?qing)其市(jng)场发?br />
水性聚氨酯胉剂和无溶剂型聚}酯胶黏剂是一U环保节能型产品。聚氨酯胉剂具有良好的_接性能Q近q来在欧zӀ美国、日本等发达国家和地区已q泛应用。我国广泛用于制鞋、徏{、汽车、食品包装等行业。国外在20世纪50q代开始了(jin)水性PU胶的研究Q直?0q代才在技术上取得H破Q?0q代推向?jng)场。进?1世纪以来QPU的应用领域不断拓宽，特别是世界范围内日益高涨的环保要求，更加快了(jin)水性聚氨酯工业的发展步伐。我国的研究始于20世纪70q代初，q年来研I工作十分活跃，但与国外水^相比Q仍处于开发阶Dc(din)聚氨酯发(chng)机对水性聚氨酯胉剂研I开发刚开始，同时U极引进生技术和工艺Q徏?000?q的生装置Q用于生产鞋和木工用水性聚氨酯胉剂。经q几十年的发展，PU产品在汽车涂料、胶_剂{领域已接近或达到溶剂型产品水^Q原料生产实C(jin)规模化；׃异氰酔R、聚醚多元醇{PU基本原料的先q生产技术只掌握在少数几家跨国公司手中，他们在世界各地徏立了(jin)特大规模的生产装|，q对规模较小、技术相对落后的中国原料企业的发展构成了(jin)一定威胁。国外水性聚氨酯胶粘剂的发展速度明显快于其它胶粘剂品，且品U多、量大Q这些胶_剂一般都h较好的初_性、耐水性和耐温性等?br />
随着l济高速发展，环保要求来高Q国内许多单位都U极投入到水性聚氨酯的研发中Q据不完全统计，目前我国水性PU胶粘剂的U研、生产单位已有上癑֮。水性PU胶粘剂具有耐低温、柔韧性、粘接性能好、胶膜物性可调节范围宽等优点Q已在植l、多U层压制品的_合、汽车内饰材料的_接、木工、压敏胶、制鞋等领域得到q泛应用?br />
水性聚氨酯h优良的柔韧性，性能过?jin)丙烯酸x胶粘剂，可用作植l胶。环氧改性聚氨酯阳离子^液体p，其粘附力、耐水性、耐溶剂性、手感等斚w性能优异。聚氨酯胶粘剂中含有异氰酔R?-Nc0)和}基甲酔R?-NHCOO-)Q与含有zL氢的材料有着优良的粘接力Q还可与被粘材料产生氢键作用Qɾ_合更加牢固。聚氨酯胶粘剂的配方可调Q胶层从柔性到刚性可L调整Q适合多种材料复合包装?qing)层压复合的要求。另外由于胶膜气呛_、无毒，特别适用于食品包装复合薄膜及(qing)装饰用复合胶_剂?br />
木材加工是胶_剂最大的应用领域。胶合板、纤l板、刨花板常用的胶_剂有脲醛、三聚氰?甲醛、酚醛树(wi)脂胶{。采用“三醛树(wi)脂”制造复合板材，一般要求木材水分质量分数在2Q以内，而未l干燥处理的木材水分质量分数?0Q左右甚x高，需要经q干燥处理才能进行复合加工，否则压制时可能生爆裂。另外，三醛?wi)脂在粘接?qing)制品使用q程中会(x)产生有刺Ȁ性气味的甲醛Q对环境造成污染。脲醛胶_的制品耐水性较差，聚醋怹烯^液则耐水性及(qing)耐热性均不佳Q热压时易透胶。而采用乙烯基水性聚氨酯胶粘剂可克服以上~点Q能在室温下胶接木材Q具有初_性高Q对较湿的木材也能适应{优炏V胶层的耐热性和耐老化性能良好。日本首先开发了(jin)水性乙烯基PUpL材胶_剂Q简UAPIQ后改名为水性高分子-异氰酔RpL材胶_剂(WPI)。该c胶_剂初粘性高Q可常温胶接Q最l粘接强度高Q胶层耐水、耐久性良好，_接木材时受压时间短Q操作简便，胶粘剂呈中性，Ҏ(gu)材无污染?br />
前几q我国一些三资鞋厂已开始用水性PU胶。目前每q单从我国出口到国外?大名牌所用的水性PU胶就辑ֈ2万t。由于国产水性PU胶在固化速度、初_性、耐热性等斚w均不?qing)溶剂型Ӟ因此国内市(jng)场上的鞋用水性PU基本上ؓ(f)q口产品。^液压敏胶的用途是刉胶带、不q胶标签{，也可直接使用Q广泛用于办公、徏{、家兗R辆等领域。目前丙烯酸cM^液用较多。而考虑到耐老化、耐寒、粘接强度、透明性、无毒等因素Q聚氨酯可成为水性压敏胶中一U新型优良品U。PUx的分子质量不宜过大。据报道Q日本研制了(jin)一U阴d型PUx,用环氧交联得到的压敏胶耐水性好、强度高、稳定性好。环氧改性水性PU压敏胶^液稳定，用于铝板与薄膜及(qing)L(fng)与vl늲接，h非常好的初粘性和持粘性?br />
2、非有机溶剂化聚氨酯溶液胶性能独特发展q?br />
据介l，皮鞋、运动鞋90%采用胶粘工艺刉，各种鞋用胶粘剂当中，_外底胶最重要Q胶_性能要求最高。也是制鞋企业、胶_剂生企业最为关注的胶粘剂品U。目前粘外底的胶_剂无论在国内还是国外，基本上以氯丁胶、聚氨酯胶ؓ(f)丅R关键是国内无论氯丁胶还是聚氨酯Ӟ溶剂型胶_剂目前q是?jng)场销售的L。有机溶剂对胶、塑料材质有着良好的渗透力。国内有机溶剂用经历过苯、甲苯、二甲苯不同阶段。这些溶剂如果措施不当，?x)严重毒x作者和污染环境?003q_(d)《鞋和箱包用胶粘剂》国家标准正式颁布实施，限制苯的使用。替代用酮cR脂cȝ混合溶剂Q降低毒性。此后个别不法厂商就大量使用1.2—二氯乙烷作溶剂生胶粘剂。国标对二氯乙烷做了(jin)5%的限量规定，但广州毒胶水事g中，(g)结果，那些毒胶水二氯乙烷含量达C(jin)60%。随着技术进步，在修订国标时Q鉴于二氯乙L(fng)毒性，有关部门应该考虑用。也避免l不法厂商可乘之机?br />
胶水有毒主要是利益在作怪。由于胶_剂中用溶剂的U类和品质以?qing)溶剂的含量Q会(x)对胶_剂的成本造成影响。因此，不法厂商Z利益考虑。选用?jin)劣质低L(fng)溶剂材料。所以，ȝ“毒胶水”应该从胶水生商这一源头抓v。只要胶_剂仍然使用有机溶剂Q胶_剂的“毒性”就始终难以完全去除。但把好生和用两道兛_Q就可以避免工h中毒?br />
在品研发和配方设计中，要严格按照国家标准选用把控原材料，坚持不该使用的绝不用，不明白毒副作用的l不使用Q现在市(jng)面上有些企业可能使用二氯丙烷、正q、甲~醛{，存有潜在风险。据媒体报道Q广州毒胶水事g中，病例分布的企业，多ؓ(f)无牌无照作坊，I间狭小Q环境密闭，通风条g差。如果厂家严格按照相关的职业卫生标准Q加强通风Q降低有机溶剂浓度，工h的健h可以得到保障的?br />
目前Q聚氨酯胉剂主要应用的是热塑性聚氨酯溶液胶和反应型单、双l分聚}酯溶液胶。聚氨酯胉剂的非有机溶剂化?个途径Q水性化Q热熔化?00%液体化。在q?个途径中，以水作溶剂代替有机溶剂的水性化׃应用工艺和条件与原溶剂型胉剂差别不大，有独特的优点Q现在已得到q速发展。近q来环境保护的压力迫使一些传l品逐渐淡出?jng)场Q而水性高固含量和_末产品{逐渐成ؓ(f)L产品。水性聚氨酯胶粘剂以其独特的优异性能Q正面(f)前所未有的发展机遇，需求量正以16%?0%的速度增长Q是其他胶粘剂品增镉K度?倍以上，q且向着高性能、功能化和进一步扩大应用领域的方向发展?br />
中国?0世纪70q代初就开始了(jin)Ҏ(gu)性聚氨酯的研I。PU在中国最早用于制备电(sh)xQ随后h们研制出?jin)织物整理用水溶性PU以及(qing)用作皮革涂饰剂的PUx。进?0世纪80q代后，中国对WP胶粘剂的研究速度加快Q但与国外系列化、工业化的水q相比，仍处于v步阶D，存在原料和制备方法单一、品U少、理论研I不_应用研究不够深入{问题。从产品l构来看Q主要是x型，水溶性次之胶乛_则不常见Q从原料来看Q多元醇主要用聚醚型Q聚酯型ơ之Q聚酸酯等其他cd极少见，异氰酔R的品U就更少?br />
从制备方法及(qing)U类来看Q一般是自^化羧酸型、阴d体系Q季늛自^化体p较?yu)，熔融分散、固体自发分散法{则未涉及(qing)Q从理论与应用角度来看，着重应用开发，理论研究较少。国内水性聚氨酯胶粘剂的研究侧重于改性研IӞҎ(gu)后的水性聚氨酯胶粘剂在特定斚w具备特定的性能在不同的应用环境中可发挥Z同的优势作用?br />
3、水性聚氨酯胉剂的性能特点
水性聚氨酯胉剂是指将聚}酯溶于水或分散于水中而Ş成的胉?与溶剂型相比h无溶剂、无污染、成膜性好、粘接力强、和其他聚合物尤其是x型聚合物易掺h利于Ҏ(gu)等优点。随着Z的安全和环保意识的加?水性聚氨酯胉剂的研究得以q速发展?0q代后已逐渐在汽车内饰物_接、厨房用品制造、复合薄膜制造、鞋底鞋帮粘接、服装加工等斚w得到应用。但是还存在许多~点Q需要通过各种Ҏ(gu)?完善其功能?br />
水性聚氨酯胶粘剂除?jin)保持聚氨酯的优点外Q与溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，q有其独特之处。水性聚氨酯胉剂以水ؓ(f)介质Q与溶剂型相比具有无毒不燃，Ҏ(gu)调配配方、易于清理，适用于易被有机溶剂R蚀的基材，无公実뀁无危险Q气呛_Q不污染环境Q节省能源?br />
_结力强Q大多数水性聚氨酯胉剂中不含NCO基团Q但存在氨酯键、脲键、醚键、离子键{因而对多种基材_接力较强，亲台性好Q由于水性聚氨酯中含有羧基、羟基等zL别基团Q在适当条g下可形成交联Q提高牯接力?br />
_度，水性聚氨酯的粘度一般通过水溶性增E剂?qing)水来调节，操作方便Q残胶易于清理；可与多种水性树(wi)脂合，利于改进性能和降低成本，但要注意d性质和酸性，以防凝聚。除?jin)外加的高分子增E剂外，影响水性聚氨酯胺黏剂粘度的重要因素q有d?sh)荷、胶鞋结构与_径{。聚合物分子上的d?qing)反d多Q粘度越大；相同的固体含量，水性胺黏剂的粘度较溶剂型的胉剂小?br />
混容性好Q水性聚氨酯胉剂可与多U水性树(wi)脂合，以改q性能或降低成本此时应注意d型水性胶的离子性质和酸性．否则可能引v凝聚。此外，水性聚氨酯胉剂易与其他树(wi)脂或颜料混合以改q性能、降低成本．而溶剂型胉剂则受聚合物间的相容性或溶剂溶解性的制约。含有羧基、羟基等基团Q在适宜条g下可参与反应Q生交联，提高性能。对非极性基材的湿润性差Q干燥速度慢，初始_性低Qƈ且耐水性不佟?br />
q燥速度慢，׃水的挥发性比有机溶剂差，故水性聚氯酯胉剂干燥较慢，q且׃水的表面张力大，对表面疏水性基材的润湿能力?当大部分水分未从_接层、挥发到I气中或者被多孔性基材吸收就遽然加热q燥,则不易得到连l性的胶层。由于大多数水性聚氨酯胶是由含亲水性的聚氯酯ؓ(f)主要Z成分Q且有时q含有水溶性高分子增稠剂胶膜干燥后Q如不Ş成一定程度的交联Q则耐水性不佟뀂近q来有关部门针对水性聚氨酯胉剂干燥速度慢、对非极性基材润湿性差、初_性低Q以?qing)耐水性不好等问题q行?jin)大量研Iƈ取得?jin)较大进展。研I结果表明：(x)如固含量提高?0Q以上，?0?0℃的q燥温度下，其干燥速度与普通溶剂型聚}酯胶黏剂怼Q与其他xQ如EVA、丙烯酸酯^液等Q共P形成互穿|络或接枝结构既可提高初_性和_接性能Q又可降低成本。采用交联法可提高耐水、耐热性能。如德国BASF公司阴离子聚醚型水性聚氨酯复合薄膜胉剂，性能已达到双l分溶剂型聚氨酯胉剂的水^?br />
聚}酯胶黏剂h软硬度可调节、耐低温、柔韧性好、粘接强度大{优点，能粘接金属、非金属{多U材?用途越来越q，但是目前整个聚}酯胶黏剂行业仍以溶剂型ؓ(f)丅R?br />
水性聚氨酯胉剂是指将聚}酯溶于水或分散于水中而Ş成的胉剂，和其他聚合物其是^液型聚合物易掺有利于改性等优点?0q代后已逐渐在汽车内饰物_接、厨房用品制造、复合薄膜制造、鞋底鞋帮粘接、服装加工等斚w得到应用?
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