水性聚氨酯胶粘剂的现状及应用!

2018-05-16

    国外在20世纪50年代就开始了水性PU胶的研究,直到80年代才在技术上取得突破,90年代推向市场。我国的研究始于20世纪70年代初,近年来研究工作十分活跃,但与国外水平相比,仍处于开发阶段。随着经济高速发展,环保要求越来越高,国内许多单位都积极投入到水性聚氨酯的研发中,据不完全统计,目前我国水性PU胶粘剂的科研、生产单位已有上百家。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,已在植绒、多种层压制品的粘合(包括薄膜、织物、棉或化纤、无纺布、纸张、食品包装复合塑料薄膜等)、汽车内饰材料的粘接、木工、压敏胶、制鞋等领域得到广泛应用。


1.植绒胶粘剂


水性聚氨酯具有优良的柔韧性,性能超过了丙烯酸乳液胶粘剂,可用作植绒胶。如许戈文等人研制出的环氧改性聚氨酯阳离子乳液体系,其粘附力、耐水性、耐溶剂性、手感等方面性能优异。


2.层压制品及复合包装


聚氨酯胶粘剂中含有异氰酸酯基(-Nc0)和氨基甲酸酯基(-NHCOO-),与含有活性氢的材料有着优良的粘接力,还可与被粘材料产生氢键作用,使粘合更加牢固。聚氨酯胶粘剂的配方可调,胶层从柔性到刚性可任意调整,适合多种材料复合包装及层压复合的要求。另外由于胶膜气味小、无毒,特别适用于食品包装复合薄膜及装饰用复合胶粘剂。


安徽大学绿色高分子材料重点实验室研制的PU-5080水性聚氨酯胶粘剂可用于磁层压、织物处理、材料粘合等领域,固含量(30±1)%,PH值6~9,断裂伸长率>400%,拉伸强度>13MPa。


3.木材胶粘剂


木材加工是胶粘剂最大的应用领域。胶合板、纤维板、刨花板常用的胶粘剂有脲醛、三聚氰胺-甲醛、酚醛树脂胶等。采用‘三醛树脂’制造复合板材,一般要求木材水分质量分数在2%以内,而未经干燥处理的木材水分质量分数在10%左右甚至更高,需要经过干燥处理才能进行复合加工,否则压制时可能产生爆裂。另外,三醛树脂在粘接及制品使用过程中会产生有刺激性气味的甲醛,对环境造成污染。脲醛胶粘的制品耐水性较差,聚醋酸乙烯乳液则耐水性及耐热性均不佳,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缺点,能在室温下胶接木材,具有初粘性高,对较湿的木材也能适应等优点。胶层的耐热性和耐老化性能良好。


日本首先开发了水性乙烯基PU系木材胶粘剂,简称API,后改名为水性高分子-异氰酸酯系木材胶粘剂(WPI)。该类胶粘剂初粘性高,可常温胶接,最终粘接强度高,胶层耐水、耐久性良好,粘接木材时受压时间短,操作简便,胶粘剂呈中性,对木材无污染。


 4.鞋用胶粘剂


前几年我国一些三资鞋厂已开始使用水性PU胶。目前每年单从我国出口到国外的4大名牌(Nike等)所用的水性PU胶就达到2万t。由于国产水性PU胶在固化速度、初粘性、耐热性等方面均不及溶剂型胶,因此国内市场上的鞋用水性PU基本上为进口产品。


5.压敏胶


乳液压敏胶的用途是制造胶带、不干胶标签等,也可直接使用,广泛用于办公、建筑、家具、车辆等领域。目前丙烯酸类乳液使用较多。而考虑到耐老化、耐寒、粘接强度、透明性、无毒等因素,聚氨酯可成为水性压敏胶中一种新型优良品种。PU乳液的分子质量不宜过大。日特开昭62-297375报道了日本花五株式会社研制的一种阴离子型PU乳液,用环氧交联得到的压敏胶耐水性好、强度高、稳定性好[8]。该实验研制的环氧改性水性PU压敏胶,乳液稳定,用于铝板与薄膜及海绵与海绵粘接,具有非常好的初粘性和持粘性。