水性聚氨酯胶黏剂的改性方法分析

水性聚氨酯

　　是一种把水当作分散介质的聚氨酯体系。水性聚氨酯胶黏剂的溶剂为水，具有无污染，无毒性，良好的相容性，优良的机械性能，容易改性等优点，因而被当作环保型涂料和胶黏剂而得到广泛的应用。尽管水性聚氨酯胶黏剂有很多的优点，但是仍然无法避免出现不足之处。水性聚氨酯胶黏剂的成膜速度相对较慢，初黏力较低等缺点，另外水性聚氨酯胶黏剂还存在着较差的耐水性和耐溶剂性，硬度较低，手感不佳等缺点。因此，多年来我国的研究机构和研究人员都对水性聚氨酯胶黏剂的改性进行深入研究，旨在提高水性聚氨酯的性能，改进不足，扩大应用领域。目前，国内外的水性聚氨酯胶黏剂改进方法主要有环氧树脂改性、有机硅改性、丙烯酸改性、纳米材料改性等。

　　一、国内外水性聚氨酯胶黏剂的研究现状及存在的问题

水性聚氨酯

　　胶黏剂虽然无毒环保，但是其在具体的使用当中仍然存在着许多的问题，有待进一步的改进。

　　1.1固含量相对较低

　　当前我国的水性聚氨酯胶黏剂中固含量比较低，大多数仅仅占30%左右，致使水性聚氨酯胶黏剂的干燥速度降低，同时运输费用增高。提高其固含量，有利于提高它的干燥速度，但是这通常又会引起黏度过大，乳液分散相对困难，降低稳定性等问题。如何解决这些问题，是研究者们的一个重要课题。

　　1.2 固化速度相对较慢

　　因水性聚氨酯胶黏剂的分散介质是水，而水的挥发速度和干燥速度比较慢，这导致水性聚氨酯胶黏剂的固化速度变慢，增加了能量的消耗，同时生产效率也有了很大的降低。

　　1.3 初黏性较低

　　水性聚氨酯胶黏剂的初黏性较低这一缺点制约着它的广泛使用。可通过加入增稠剂的方法提高它的初黏性。

　　1.4 耐水性以及耐热性较差

　　大多数水性聚氨酯胶黏剂的分子成分中都含有亲水因子，同时其成分一般都具有热塑性，这导致水性聚氨酯胶黏剂的耐水性和耐热性都比较差。

　　1.5 润湿性和稳定性差

　　由于水性聚氨酯胶黏剂中含水量很大，这导致其表面的润湿性相对较差。同时水性聚氨酯胶黏剂的存储稳定性能也比较差，有很多地方需要我们进一步的改进。

　　水性聚氨酯胶黏剂虽然有许多的优良性能，但是仍然存在很大的缺陷。没有经过改性处理的水性聚氨酯胶黏剂在初黏力、固化速度、润湿性、耐水性、耐热性等方面存在着严重的不足。为使水性聚氨酯胶黏剂得到更广泛的应用，改善其性能，近些年众多的研究者对其改性进行了深入的研究。当前的研究者主要针对特定的用途对水性聚氨酯胶黏剂有针对的进行改性处理。现今的改良主要是针对其力学性能、耐水性能耐热性能和耐化学品腐蚀的性能。

　　二、水性聚氨酯胶黏剂的改性方法

　　2.1水性聚氨酯胶黏剂的环氧树脂改性法

水性聚氨酯

　　未经改性的胶黏剂的分子内含有离子基团，致使其耐水性和耐化学腐蚀的性能相对较差。环氧树脂具有热稳定性好、耐化学腐蚀、强度高等优点，用环氧树脂对水性聚氨酯胶黏剂进行改性可使其力学性能、耐水性和耐化学腐蚀的特性有很大的提高。环氧树脂改性的制备方式有机械共混法和共聚法两类。经环氧树脂改性处理的水性聚氨酯胶黏剂力学强度高，化学稳定性优良，固化速度快，热稳定性相对较好等优点。

　　2.2水性聚氨酯胶黏剂的有机硅改性法

　　有机硅树脂具有耐高温和耐水解的性能，并且具有较低的表面张力和较好的相容性以及抗氧化性。用有机硅对水性聚氨酯胶黏剂进行改性处理可以改善其热稳定性、化学稳定性，增强其憎水性以及其富集性和柔顺性。根据其改性方式的不同可分为共混改性与共聚改性这两种方式。利用水性聚氨酯同有机硅混合进行改性的方式称为共混改性，利用氨基硅油等聚硅氧烷低聚物和多异氰酸酯结合成的聚合物进行改性处理的方式称为共聚改性。经过有机硅的改性处理，水性聚氨酯胶黏剂的耐水性，耐化学腐蚀性，热稳定性能以及力学性能都有了很大的提高。

　　2.3 水性聚氨酯胶黏剂的丙烯酸酯改性法

　　丙烯酸酯聚合物具有优良的耐光性和耐酸碱性，耐紫外光线照射，在强光照射下也不易分解。经丙烯酸酯改性的水性聚氨酯在性能上实现互补，明显改善了其硬度、强度、耐热性、耐水性、以及黏结性等各方面的性能。改性后的水性聚氨酯胶黏剂具有高的抗拉强度和抗冲击强度，并且具有优良的耐磨性和耐光性，耐候性也有了很大的提高。另一方面，经过改性水性聚氨酯胶黏剂的制作成本大大的降低，该方法在涂料以及鞋用胶等行业中得到广泛的应用。

　　2.4 水性聚氨酯胶黏剂的纳米材料改性法

　　纳米材料作为一种新兴起的优良材料具有光学效应、尺寸效应、良好的表面效应等许多特殊的性能。纳米材料有很强的力学性能和稳定性。纳米材料的制备方式主要有共混法、插层法、溶胶—凝胶法等几种方法。经过纳米材料改性之后，提高了水性聚氨酯胶黏剂的耐冲击力，附着力，耐老化性，耐腐蚀性以及强的抗紫外线性能。纳米材料改性法因其优良的性能，可以在航天、船舶等高端产品中应用。

　　2.5水性聚氨酯胶黏剂的有机氟改性法

　　经过有机氟改性处理的水性聚氨酯，在成膜后，胶膜表面形成一层氟原子膜，使得胶膜表面的表面能显著降低，同时提高了胶膜的耐水性以及耐化学腐蚀的性能。该方法主要应用在皮革品的防水涂料上。

　　2.6水性聚氨酯胶黏剂的复合改性法

　　复合改性法是指利用环氧树脂和氨基硅烷两者的合成物对水性聚氨酯进行改性处理的一种方式。该方式结合了丙烯酸酯改性法、环氧改性法和有机硅改性法三种方法的优点，使得水性聚氨酯胶黏剂各个方面的性能都有了很大的提高。该方法因其独特的性能，很受各方的欢迎，近些年有很多研究者都致力于该方法的研究上。

　　2.7 水性聚氨酯胶黏剂的超支化预聚体改性法

水性聚氨酯

　　作为一种新型的聚合物，该材料具有活性，黏结性非常好，并且熔点较低，黏度也相对较低，易于溶解等优点。经过超支化预聚体改性处理的胶黏剂其耐水性、力学性能以及热稳定性都有了很大的提高。同时，目前各国研究者也正致力于该方法的研究。

　　三、结语

　　由于其优越的综合性能，水性聚氨酯胶黏剂近年来受到各国研究者的广泛关注。经过多年的发展，水性聚氨酯胶黏剂已经成为一种非常重要的材料。随着科技的不断发展，我们对水性聚氨酯胶黏剂综合性能的要求也越来越高。针对水性聚氨酯胶黏剂目前存在的诸多不足之处，对于水性聚氨酯胶黏剂的改性我们更应该注意以下几个方面。一是要注重高固含量的水性聚氨酯胶黏剂的改性，二是加强天然高分子的水性聚氨酯的改性处理，同时要加强无机纳米材料的水性聚氨酯改性方法。相信通过我国研究者的不断研究改进，我国的水性聚氨酯胶黏剂改性技术一定会变得更加完善。