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水系聚氨酯胶粘剂用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-1-22 16:41:25
水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂,有人也称水性聚氨酯为水系聚氨酯或水基聚氨酯。

依其外观和粒径,将水性聚氨酯分为三类:聚氨酯水溶液(粒径<0.001um,外观透明)、聚氨酯分散液(粒径0.001-0.1 um,外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>0.1 ,外观白浊)。但习惯上后两类在有关文献资料中又统称为聚氨酯乳液或聚氨酯分散液,区分并不严格。

水性聚氨酯以水为基本介质,通过水系聚氨酯胶粘剂用扩链剂合成聚氨酯胶粘剂,具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点,已受到人们的重视。水系聚氨酯胶粘剂用扩链剂添加后,水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多,水溶液少。

扩链剂合成水性聚氨酯胶粘剂具有软硬度等性能可调节性好以及耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点,用途越来越广。目前聚氨酯胶粘剂以溶剂型为主。有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染,具有或多或少的毒性。

近10多年来,保护地球环境舆论压力与日俱增,一些发达国家制订了消防法规及溶剂法规,这些因素促使世界各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行水性聚氨酯胶粘剂的开发。

聚氨酯从30年代开始发展,而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究,研究人员将端异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水,用二元胺扩链,合成了聚氨酯乳液。

当时,聚氨酯材料科学刚刚起步,水性聚氨酯还未受到重视,到了六、七十年代,对水性聚氨酯的研究开发才开始迅速发展,1967年首次出现于美国市场,1972年已能大批量生产。70-80年代,美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用。     与溶剂型聚氨酯胶粘剂相比,扩链剂合成水性聚氨酯胶粘剂除了上述的无溶剂臭味、无污染等优点外,还具有下述特点。



甲基环己二胺(脂环胺类固化剂扩链剂HTDA)参考指标:

外观(25℃):无色或淡黄透明液体

色度≤1

粘度(mPa.s/25℃):5-15

胺值(mgKOH/g):850-900

活泼氢当量(g/ep):32

纯度(%)≥99.5

含水量(%)≤0.2

沸点(℃):213

比重(g/mm3):0.94

添加量(100份128树脂):16-17

甲基环己二胺(脂环胺类固化剂扩链剂HTDA)是一种带侧甲基的脂环胺单体,是一支新型的脂环胺类环氧树脂固化剂。

该产品可单独用作固化剂,还可与其他普通环氧固化剂(如:脂肪胺,脂环胺、芳香胺、酸酐等)或通用促进剂(如:叔胺、咪唑)混合使用,在宽广的温度范围类固化环氧树脂,适用于复合材料、涂料、胶粘剂和地坪等领域;可用于聚酰胺、聚酰亚胺等有机合成;可用于聚氨酯做胺类扩链剂,与异氰酸酯基形成脲键,提高产品的综合性能。



(1)大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含NCO基团,因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化。而溶剂型或无溶剂单组分及双组分聚氨酯胶粘剂可充分利用NCO的反应、在粘接固化过程中增强粘接性能。

(2)除了外加的高分子增稠剂外,影响水性聚氨酯粘度的重要因素还有离子电荷、核壳结构、乳液粒径等。相同的固体含量,水性胶粘剂的粘度较溶剂型胶粘剂小。

(3)粘度是胶粘剂使用性能的一个重要参数。水性聚氨酯的粘度一般通过水溶性增稠剂及水来调整。而溶剂型胶粘剂可通过提高固含量、聚氨酯的分子量或选择适宜溶剂来调整。

(4)由于水的挥发性比有机溶剂差,故水性聚氨酯胶粘剂干燥较慢,并且由于水的表面张力大,对表面疏水性的基材的润湿能力差。

(5)水性聚氨酯胶粘剂可与多种水性树脂混合,以改进性能或降低成本。此时应注意离子型水性胶的离子性质和酸碱性,否则可能引起凝聚。因受到聚合物间的相容性或在某些溶剂中的溶解性的影响,溶剂型聚氨酯胶粘剂只能与为数有限的其他树脂胶粘剂共混。

 (6)水性聚氨酯胶粘剂气味小,操作方便,残胶易清理,而溶剂型聚氨酯胶粘剂使用中有时还需耗用大量溶剂,清理也不及水性胶方便。

粒径及其对性能的影响。介质水中聚氨酯微粒的粒径与水性聚氨酯的外观之间有密切的联系,粒径越小,乳液外观越透明。当粒径在0.00lum以下时,水性聚氨酯是浅黄色透明的水溶液;当粒径在0.lum以下时,呈带蓝光的半透明.白色乳液;当聚氨酯微粒平均粒径大于0.1um时,水性聚氨酯是白色乳液。

不同的乳液,微粒的粒径大小有一定范围。粒径的大小与树脂的配方、分子量大小及其亲水成分的含量有关。乳化时相同的剪切作用力作用下,树脂的亲水性成分越多,则乳液的粒径越细,甚至完全溶于水,形成胶体溶液。


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