水性聚氨酯膠粘劑的分類
由于聚氨酯原料和配方的多樣性，水性聚氨酯開發(fā)40年左右的時間，人們已研究出許多種制備方法和制備配方。水性聚氨酯品種繁多，可以按多種方法分類
1．以外觀分
水性聚氨酯可分為聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。實際應用是聚氨酯乳液及分散液，本書中統稱為水性聚氨酯或聚氨酯乳液，其外觀分類如表5所示。
??表5 水性聚氨酯形態(tài)分類
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名 稱 |
水溶液 |
分散液 |
乳 液 |
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狀態(tài)外觀粒徑，um |
溶解—膠體透明＜0.001 |
分散半透明乳白0.001-0.1 |
分散白濁＞0.1 |
水性聚氨酯膠粘劑可按多種方法進行分類：
2、按聚氨酯的結構分類
A、 按原料及結構可分為聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多異氰酸酯乳液、封閉型聚氨酯乳液。
B、按分子結構可分為線性聚氨酯乳液(熱塑性)和交聯型聚氨酯乳液(熱固型)。交聯型又分為內交聯型和外交聯型。
2、按親水基團的性質分類
A、陰離子型：大多數水性聚氨酯膠粘劑是以含羧基或磺酸鹽擴鏈引入羧基或磺酸離子。
B、陽離子型：一般是指主鏈或側鏈上含有銨離子(多為季銨離子)或硫離子的水性聚氨酯。
C、非離子型：分子中含有非離子型親水鏈段或親水性基團。
D、混合型：分子結構中同時存在離子型和非離子型親水鏈段或基團
3．以聚氨酯原料分
按主要低聚物多元醇類型可分為聚醚型、聚酯型及聚烯烴型等，分別指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作為低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。還有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合 以聚氨酯的異氰酸酯原料分，可分為芳香族異氰酸酯型、脂肪族異氰酸酯型、脂環(huán)族異氰酸酯型。按具體原料還可細分，如TDI型、HDI型，等等。
4．按聚氨酯樹脂的整體結構劃分
(1)按原料及結構可分為聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多異氰酸酯乳液、封閉型聚氨酯乳液。聚氨酯乳液是指以低聚物多元醇、擴鏈劑、二異氰酸酯為原料，以通常方法制備的聚氨酯分散于水所形成的乳液。乙烯基聚氨酯乳液一般指在乙烯基樹脂水溶液或乳液中加入異氰酸酯而形成的乳液，是雙組分體系。多異氰酸酯乳液是指含親水基團多異氰酸酯乳化于水，或多異氰酸酯的有機溶液分散于含乳化劑的水而形成的乳液，也是雙組分即用即配體系，適用期較短。封閉型異氰酸酯乳液是指分子中含有被封閉的異氰酸酯基團的聚氨酯乳液，是一種穩(wěn)定的單組分體系。在制備聚氨酯乳液時司引入封閉異氰酸酯基團，也可制成封閉異氰酸酯基團含量高的乳液，用于和其他乳液體系共混，起交聯作用，水分揮發(fā)后加熱交聯o
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(2)聚氨酯乳液還可細分為聚氨酯乳液和聚氨酯-脲乳液，后者是指由聚氨酯預聚體在水中分散同時通過水或二胺擴鏈而形成的乳液，實質上生成了聚氨酯—脲，但由于由預聚體分散法制備較為普遍，習慣上稱為聚氨酯乳液者居多。
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(3)按分子結構可分為線性分子聚氨酯乳液(熱塑性)和交聯型聚氨酯乳液(熱固性)。交聯型又可細分為內交聯和外交聯型。內弋聯型聚氨酯乳液是在合成時形成一定程度的支化交聯分子結構，或引入可熱反應性基團，它是穩(wěn)定的單組分體系。外交聯是在乳液中添加能與聚氨酯分子鏈中基團起反應的交聯劑，是雙組分體系o
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5．根據聚氨酯的水性化方法劃分
根據制備方法有多種分類。舉例如下。
(1)自乳化法和外乳化法
自乳化法又稱內乳化法，是指聚氨酯鏈段中含有親水性成分，因而無需乳化劑即可形成穩(wěn)定乳液的方法。
(2)預聚體法、丙酮法、熔融分散法
自乳化法制水性聚氨酯常用的方法有預聚體分散法和丙酮法。預聚體法即在預聚體中導人親水成分，得到一定粘度范圍的預聚體，在水中乳化同時進行鏈增長，制備穩(wěn)定的水性聚氨酯(水性聚氨酯-脲)。
丙酮法和預聚體法的主要區(qū)別是，在丙酮法中，聚氨酯先預聚成分子量較大的預聚體，由于分子量大的預聚體粘度大，必須稀釋降低粘度；而預聚體法中根據需要可加或不加少量丙酮等溶劑。這兩者的概念有所交叉，有的乳化方法既屬丙酮法又屬預聚體法。熔融分散法又稱熔體分散法、預聚體分散甲醛擴鏈法。預先合成含叔胺基團(或離子基團)的端NCO基團預聚體，再與尿素(或氨水)在本體體系反應，形成聚氨酯雙縮二脲(或含離子基團的端脲基)低聚物，并加入氯代酰胺在高溫熔融狀態(tài)繼續(xù)反應，繼續(xù)季胺化。
水性聚氨酯制備用原料
1.低聚物多元醇：聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚三醇、聚丁二烯二二醇、丙烯酸酯多元醇等
水性聚氨酯膠粘劑制備中常用的低聚物多元醇一般以聚醚二醇、聚酯二醇居多，有時還使用聚醚三醇、低支化度聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等小品種低聚物多元醇。聚醚型聚氨酯低溫柔順性好，耐水性較好，且常用的聚氧化丙烯二醇(PPG)的價格比聚酯二醇低，因此，我國的水性聚氨酯研制開發(fā)大多以聚氧化丙烯二醇為主要低聚物多元醇原料。由聚四氫呋喃醚二醇制得的聚氨酯機械強度及耐水解性均較好，惟其價格較高，限制了它的廣泛應用。
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聚酯型聚氨酯強度高、粘接力好，但由于聚酯本身的耐水解性 能比聚醚差，故采用一般原料制得的聚酯型水性聚氨酯，其貯存穩(wěn)定期較短。但通過采用耐水解性聚酯多元醇，可以提高水性聚氨酯膠粘劑的耐水解性。國外的聚氨酯乳液膠粘劑及涂料的主流產品是聚酯型的。脂肪族非規(guī)整結構聚酯的柔順性也較好，規(guī)整結構的結晶性聚酯二醇制備的單組分聚氨酯乳液膠粘劑，膠層經熱活化粘接，初始強度較高。而芳香族聚酯多元醇制成的水性聚氨酯對金屬、RET等材料的粘接力高，內聚強度大。
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其他低聚物二醇如聚碳酸酯二醇、聚己內酯二醇、聚丁二烯二醇、丙烯酸酯多元醇等，都可用于水性聚氨酯膠粘劑的制備。聚碳酸酯型聚氨酯耐水解、耐候、耐熱性好，易結晶，由于價格高，限制了它的廣泛應用。
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2.異氰酸酯:TDI、MDI、IPDI、HDI等
制備聚氨酯乳液常用的二異氰酸酯有TDI、MDI等芳香族二異氰酸酯，以及TDI、MDI、HDI：MDI等脂肪族、脂環(huán)族二異氰酸酯。由脂肪族或脂環(huán)族二異氰酸酯制成的聚氨酯，耐水解性比芳香族二異氰酸酯制成的聚氨酯好，因而水性聚氨酯產品的貯存穩(wěn)定性好。國外高品質的聚酯型水性聚氨酯一般均采用脂肪族或脂環(huán)族異氰酸酯原料制成，而我國受原料品種及價格的限制，大多數僅用TDI為二異氰酸酯原料。
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多亞甲基多苯基多異氰酸酯一般用于制備乙烯基聚氨酯乳液和異氰酸酯乳液。
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3．擴鏈劑：1，4—丁二醇、乙二醇、己二醇、乙二胺等
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4．水：蒸餾水、離子水
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5.親水性擴鏈劑：二羥甲基丙酸(DMPA)、二羥基半酯、乙二胺基乙磺酸鈉、二亞乙基三胺等
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6.成鹽劑：HCL、醋酸、環(huán)氧丙烷
7.溶劑：丙酮、甲乙酮、甲苯等
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8.乳化劑：聚氧化乙烯-氧化丙烯共聚物
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9.交聯劑：環(huán)氧樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、多異氰酸酯
10.增稠劑：羧甲基纖維素、羥甲基纖維素等。更多濾芯膠請訪問m.jbmtpc.com
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