目前整個聚氨酯膠粘劑行業(yè)仍以溶劑型為主，隨著人們的安全和環(huán)保意識的加強(qiáng)，水性聚氨酯膠粘劑的研究得以迅速發(fā)展。
3.1性能特點
水性聚氨酯膠粘劑性能除了保持聚氨酯的優(yōu)點外，與溶劑型聚氨酯膠粘劑相比，還有如下的獨特之處：以水為介質(zhì)，無毒不燃，無公害、無危險，氣味小，不污染環(huán)境，節(jié)省能源，適用于易被有機(jī)溶劑侵蝕的基材；粘度較低，且可用水溶性增稠劑和水進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作方便，殘膠易于清理；可與多種水性樹脂混合，利于改進(jìn)性能 和降低成本，但要注意離子性質(zhì)和酸堿性，以防凝聚；含有羧基、羥基等基團(tuán)，在適宜條件下可參與反應(yīng)，產(chǎn)生交聯(lián)，提高性能；對非極性基材的濕潤性差；干燥速度慢，初始粘性低，并且耐水性不佳。
高性能水性聚氨酯膠粘劑配方分析耐水、耐介質(zhì)性好；粘接強(qiáng)度高，初粘力大；貯存穩(wěn)定性良好；耐凍融，耐較高溫度；干燥速度較快，低環(huán)境溫度下成膜性良好；施工工藝佳。
3.2 分類
水性聚氨酯膠粘劑可按多種方法進(jìn)行分類。
（1）按聚氨酯的結(jié)構(gòu)分類。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；按分子結(jié)構(gòu)可分為線性聚氨酯乳液和交聯(lián)型聚氨酯乳液。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。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；陽離子型：一般是指主鏈或側(cè)鏈上含有銨離子或硫離子的水性聚氨酯；非離子型：分子中含有非離子型親水鏈段或親水性基團(tuán)；混合型：分子結(jié)構(gòu)中同時存在離子型和非離子型親水鏈段或基團(tuán)。
（3）按制備方法分類：自乳化法和外乳化法；預(yù)聚體法、丙酮法、熔融分散法；酮亞胺-甲酮連氮法。
（4）按使用形式分類：按使用形式可分為單組分和雙組分水性聚氨酯膠粘劑。
3.3 性能改善的研究
水性聚氨酯膠粘劑與溶劑型相比具有無溶劑、無污染、成膜性好、粘接力強(qiáng)、和其他聚合物尤其是乳液型聚合物易摻混有利于改性等優(yōu)點，20世紀(jì)90年代后已逐漸在汽車內(nèi)飾物粘接、廚房用品制造、復(fù)合薄膜制造、鞋底鞋幫粘接、服裝加工等方面得到應(yīng)用，但是還存在許多缺點，需要通過各種改性，完善其功能。近年來，科研人員對水性聚氨酯膠粘劑干燥速度慢、初粘性低、對非極性基材濕潤性差、耐水性不佳、耐熱性不高等問題進(jìn)行大量的研究，提出了一系列改進(jìn)措施， 如：水性聚氨酯本身含有親水性基團(tuán)，要使其耐水性得到提高，就應(yīng)在保證乳液穩(wěn)定性的前提下，盡可能降低親水性基團(tuán)的含量。對于提高 水性聚氨酯膠黏劑性能 的研究主要集中在改性上，有交聯(lián)改性、共混改性、共聚改性和納米改性等。
3.3.1 交聯(lián)改性
交聯(lián)是提高水性聚氨酯性能的有效方法，可提高膠膜的耐水性、耐熱性和粘接強(qiáng)度。交聯(lián)分為內(nèi)交聯(lián)和外交聯(lián)。內(nèi)交聯(lián)是指在合成時引入交聯(lián)劑。如采用部分三官能團(tuán)的多元醇或異氰酸酯、引入胺基或環(huán)氧基團(tuán)、封閉型異氰酸酯乳液、多官能團(tuán)交聯(lián)劑等都可制得內(nèi)交聯(lián)水性聚氨酯。內(nèi)交聯(lián)方法的缺點是預(yù)聚體黏度很大，難以乳 化。外交聯(lián)法即是在膠水使用前添加交聯(lián)劑，在成膜過程或成膜之后加熱產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成交聯(lián)的膠膜。與內(nèi)交聯(lián)相比，所得乳液性能好，其缺點是為雙組分體系沒有單組分使用方便。外交聯(lián)可用甲醛、三聚氰胺-甲醛樹脂、環(huán)氧化合物作交聯(lián)劑，一般在120～180℃的高溫下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。也可以氮丙啶、碳化二亞胺、多異氰酸酯、金屬鹽類化合物為交聯(lián)劑，在常溫下就可以反應(yīng)，羧基可以使氮丙啶開環(huán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，但是氮丙啶揮發(fā)性較強(qiáng)，刺激性強(qiáng)，對呼吸系統(tǒng)有一定的毒性，不利于工人的職業(yè)健康。
3.3.2 共混改性
共混改性利用不同樹脂之間的互補(bǔ)作用，也可改善和提高水性聚氨酯的性能，水性聚氨酯可與其他水性樹脂共混。如環(huán)氧樹脂乳液、丙烯酸酯乳液、氯丁膠乳、聚醋酸乙烯乳液、脲醛樹脂等共混后制得新的水性膠粘劑綜合性能優(yōu)異。其中，以聚氨酯與環(huán)氧樹脂、聚氨酯與丙烯酸樹脂共混研究最為重要。目前，PU樹脂與環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅、含氟化合物、丙烯酸酯、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、醋酸乙烯和丁苯橡膠的共聚改性均有研究。其中環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅、含氟化合物和丙烯酸酯改性聚氨酯樹脂的研究最為活躍。
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3.3.3 納米材料
納米材料具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、光學(xué)效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等特殊性質(zhì)，可以使材料獲得新的功能。
如粒度進(jìn)入納米尺度后，材料表面活性中心的增多可提高其化學(xué)催化和光催化的反應(yīng)能力，在紫外線和氧的作用下給予涂層自清潔能力，表面活性中心與成膜物質(zhì)的官能團(tuán)可發(fā)生次化學(xué)鍵結(jié)合，大大增加涂層的剛性和強(qiáng)度，從而改進(jìn)涂層的耐劃傷性；高表面能的納米材料表面經(jīng)過改性可同時獲得憎水和憎油的特性。納米改性 水性聚氨酯主要集中在水性涂料方向，在膠粘劑方向相對較少。隨著國家，企業(yè)，客戶對安全、綠色、環(huán)保理念的不斷增強(qiáng)，發(fā)展環(huán)保型、節(jié)能型膠粘劑，同時加大研發(fā)力度和發(fā)展高技術(shù)含量、高附加值、高性能的膠粘劑新產(chǎn)品已經(jīng)成為膠粘劑行業(yè)的新發(fā)展趨勢。而水性聚氨酯膠粘劑因其環(huán)保性而越來越受到重視，市場潛力巨大。
