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作者:巴陶拜化工 时间:2014-12-04 来源:http://www.

水性胶黏剂的概述

  水性胶 黏剂是以树脂为黏料,以水为溶剂或分散剂,取代对 环境有污染的有毒有机溶剂,而制备 成的一种环境友好型胶黏剂。现有水基胶粘剂并非100%无溶剂的,可能含 有有限的挥发性有机化合物作为其水性介质的助剂,以便控 制粘度或流动性。优点主要是无毒害、无污染、不燃烧、使用安全、易实现 清洁生产工艺等,缺点包括干燥速度慢、耐水性差、防冻性差。

 水性聚氨酯的缺点:

  水性聚 氨酯胶黏剂存在着干燥速度慢、对非极 性基材润湿性差、初黏性 低以及耐水性不好等问题。同时其乳胶膜的硬度、及力学 性能也远远不足

  改性:

  (1)调整结 构在保证 乳液稳定性的前提下,亲水基 团的含量尽可能低,可提高胶膜的耐水性;

  (2)改进工 艺采用工艺性能优良的乳化进行热处理,可提高 胶膜的强度和耐水性。

  (3)复合改 性为了改 善水性聚氨酯的某些性能,可与其 他水性树脂如环氧树脂乳液、脲醛树脂等共混,制成新的水性胶黏剂,其性能有所提高。

  (4)接枝改 性在聚氨 酯乳液中加人适量的苯乙烯单体,通过原 位聚合法制得聚氨酯一苯乙烯接枝乳液,提高了 粘接性和耐水性。

  (5)乙烯基 乳液分散改性可将多异氰酸酯(或其预聚体)有机溶 液分散在聚乙烯醇、羧甲基 纤维素的水溶液中

  (6)交联改 性是提高水性聚氨酯性能的有效方法,可提高胶膜的耐水性、耐热性和粘接强度。

  分类⒈按材料分类:

  聚乙烯 醇类水性胶黏剂、乙烯乙 酸酯类水性胶黏剂、丙烯酸类水性胶黏剂、聚氨酯类水性胶黏剂、环氧水性胶黏剂、酚醛水性胶黏剂、有机硅类水性胶黏剂、橡胶类水性胶黏剂

  分类⒉按应用分类:

  建筑用水性胶黏剂、包装用水性胶黏剂、汽车用水性胶黏剂、制鞋用水性胶黏剂、日用水性胶黏剂

  分类⒊按溶剂分类

  水溶性 和乳液型胶黏剂两种

  特性与改性

  1、水性聚氨酯(APU)胶粘剂APU是以水 代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系,也称水分散聚氨酯、水系聚 氨酯或水基聚氨酯。水性聚 氨酯以水为溶剂,无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性。

  APU胶粘剂无毒无污染,高分子 量使它能形成性能优良的粘合膜,它具有耐低温、柔韧性、粘接性能好、胶膜物 性可调节范围宽等优点;其分子 结构中具有柔性分子链,表现出优良的耐冲击、耐疲劳、耐低温性能,还具有 性能的可设计性,胶层从 柔性到刚性的任意可调,可满足 不同材料间的粘合需求;目前,水性聚 氨酯胶粘剂的合成方法已经比较成熟,主要有以下几种方法:

  (1)在聚氨 酯树脂结构中引入部分亲水基团,使其自乳化。

  (2)丙酮法:先制得高粘度预聚体,再加丙酮降低粘度,再用亲水单体扩链,在高速 搅拌下加入水中,通过强 力剪切作用使之分散在水中,乳化后 减压蒸馏回收溶剂即制得PU水分散体系。

  (3)封端异氰酸酯法:选择合适的封闭剂,将对水 敏感的异氰酸酯的端-NCO基团保护起来,使其失去活性,再加入 扩链剂和交联剂共乳化制成乳液使用时,通过一 定温度及特种催化剂解蔽,再生成-NCO端基,扩链以 制备水性聚氨酯

  缺点:

  水性聚 氨酯胶黏剂存在着干燥速度慢、对非极 性基材润湿性差、初黏性 低以及耐水性不好等问题。同时其乳胶膜的硬度、及力学 性能也远远不足

  改性:

  (1)调整结构

  在保证 乳液稳定性的前提下,亲水基 团的含量尽可能低,可提高胶膜的耐水性;

  (2)改进工艺

  采用工 艺性能优良的乳化设备进行热处理,可提高 胶膜的强度和耐水性。

  (3)复合改性

  为了改 善水性聚氨酯的某些性能,可与其 他水性树脂如环氧树脂乳液、脲醛树脂等共混,制成新的水性胶黏剂,其性能有所提高。

  (4)接枝改性

  在聚氨 酯乳液中加人适量的苯乙烯单体,通过原 位聚合法制得聚氨酯一苯乙烯接枝乳液,提高了 粘接性和耐水性。

  (5)乙烯基乳液分散改性

  可将多异氰酸酯(或其预聚体)有机溶 液分散在聚乙烯醇、羧甲基 纤维素的水溶液中

  (6)交联改 性是提高水性聚氨酯性能的有效方法,可提高胶膜的耐水性、耐热性和粘接强度。

  2、丙烯酸 乳液胶粘剂丙烯酸酯橡胶(ACM)是由丙烯酸烷基(CH2=CH-COOR)为主要单体,与少量 带有可提供交联反应活性基团的单体共聚而成的一类弹性体。可根据 分子设计和粒子设计方法合成出软硬程度不同的乳液胶黏剂。丙烯酸 系聚合物具有优良的保色、透明性、耐光和耐候性、耐久性,低温性能好,对紫外 线的降解作用不敏感,具有高 粘接强度和剪切强度与优良的抗氧化性。

  缺点:

  丙烯酸 酯类乳液胶黏剂存在的问题是在耐水性、粘接性、耐热性 等方面尚不能完全满足使用要求。

  改性:

  大量改性工作中核-壳结构 粒子设计与有机硅改性受到研究者的极大重视。

  (1)、由于核 壳结构乳胶粒的核-壳之间可能存在接枝、互穿或者离子键合,乳胶粒的核-壳结构 化可以显着提高聚合物的耐磨、耐水、耐候、抗污、防辐射性、抗张强度、抗冲强度和粘接强度,改善透明性,降低最低成膜温度,改善加工性能。

  (2)、经有机硅改性的(甲基)丙烯酸 酯类乳液压敏胶具有较好的固化性,具有良好的粘接性、耐油耐溶剂性、耐候性、耐水性 以及良好的透气性等。同时该 乳液聚合稳定性好,涂膜具 有柔软滑爽的手感、优良的 耐水性和较好的机械强度。

  3、聚醋酸乙烯乳液(PVAc)醋酸乙 烯酯工业品含二苯胺(DPA)、乙酸铜或氢醌(HQ)阻聚剂。

  聚醋酸乙烯性质:无色粘 稠液体或无色至微黄色透明玻璃状颗粒。无臭,有韧性和塑性。不因日 光和热而着色或老化。30℃左右时软化。溶于乙醇、丙醇和苯、不溶于水和脂肪。

  PVAc乳液是 最重要的乳液型胶黏剂之一,广泛应用于木材加工、家具组装、包装材料等领域,俗称白乳胶。但传统的PVAc乳液耐寒、耐水、耐湿性能较差。

  改性:

  一方面,通过醋 酸乙烯酯单体与(甲基)丙烯酸酯、乙烯,含羟基、羧基的 单体等进行共聚改性,改善耐 水性和抗蠕变性能。

  另一方面,可通过 共聚合合成有互穿网络结构的乳液,由于聚 合物网络间交叉渗透起到协同作用,改善了聚合物的性能。

  此外,还可采 用改性保护胶体进行改性,或者采 用核壳聚合形成以无机物为核、醋酸乙 烯为壳的复合粒子。

  4、醋酸乙烯-乙烯共 聚乳液醋酸乙烯-乙烯共聚乳液,EVA(ethylene-vinylacetate)乳液即醋酸乙烯-乙烯共聚乳液。VAE乳液被 广泛用于胶粘剂的基料。由于乙烯的引入,使VAc均聚物 高分子链中无规则的嵌段共聚了乙烯软单体,活性增加,产生了内增塑作用。

  VAE乳液的特点:

  (1)具有很 好的机械性能和贮存稳定性;

  (2)胶膜耐碱性、抗蠕变 性和耐高温性好;

  (3)有很好 的湿粘性及很快的固化速度;

  (4)具有广泛的粘接性能;

  (5)具有较低的成膜温度;

  (6)胶膜具 有较好的耐水耐酸碱;

  (7)内增塑 性且表面张力低

  改性:

  为了进 一步提高胶膜的耐水性、耐溶剂性和强度,可采用 以下改性方法来提高其性能和拓宽其应用范围。

  (1)将两种 或两种以上的聚合物乳液共混是最简便的改性方法。改善EVA乳液的 耐水性和耐热性,其粘接强度大大提高;

  (2)外加交 联剂如氨基树脂或异氰酸酯改性。这种乳 液对亲水或憎水基材均有良好的粘接力,且表现 出优良的耐水耐候性;

  (3)将EVA乳液与柔性单体,及醋酸乙烯、氯乙烯 等硬性单体共聚,不仅可以提高EVA乳液的性能,使共聚乳液的Tg范围扩大,且能降低成本,增大EVA乳液的应用范围。

  水基环氧胶黏剂,水性环 氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或 胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液。

  根据制备方法的不同,环氧树 脂水性化有以下四种方法:机械法、化学改性法、相反转 法和固化剂乳化法等。

  5、水基环 氧分散体水基环氧分散体不含有机溶剂,可黏合多种类型基材,适当固 化后可提高它的黏合强度和提供多种优良性质,且对环境友好,常用作层压胶黏剂、涂料、底漆、织物和玻璃胶黏剂、混凝土增黏剂等。

  6、其它类型水基胶黏剂

  ①酚醛树 脂乳液克服了溶剂型酚醛树脂的贮存稳定性差、易变色、可燃、成本高等缺点。一般以 水溶性高分子作分散剂,采用后 乳化的方式制备,主要用于耐水胶合板、纤维板等。

  ②脲醛树 脂胶粘剂原料充足、价格低廉,胶接强度高、耐冷水性能好,是胶粘 剂中用量最大的品种,广泛应用于木器加工、胶合板、刨花板、人造板 的生产及室内装修等行业。


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