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作者:AG8亞洲遊戲平台化工 時間:2014-12-04 來源:http://www.yynage.com

水性膠黏劑的概述

  水性膠黏劑是以樹脂為黏料,以水為溶劑或分散劑,取代對環境有汙染的有毒有機溶劑,而製備成的一種環境友好型膠黏劑。現有水基膠粘劑並非100%無溶劑的,可能含有有限的揮發性有機化合物作為其水性介質的助劑,以便控製粘度或流動性。優點主要是無毒害、無汙染、不燃燒、使用安全、易實現清潔生產工藝等,缺點包括幹燥速度慢、耐水性差、防凍性差。

 水性聚氨酯的缺點:

  水性聚氨酯膠黏劑存在著幹燥速度慢、對非極性基材潤濕性差、初黏性低以及耐水性不好等問題。同時其乳膠膜的硬度、及力學性能也遠遠不足

  改性:

  (1)調整結構在保證乳液穩定性的前提下,親水基團的含量盡可能低,可提高膠膜的耐水性;

  (2)改進工藝采用工藝性能優良的乳化設備進行熱處理,可提高膠膜的強度和耐水性。

  (3)複合改性為了改善水性聚氨酯的某些性能,可與其他水性樹脂如環氧樹脂乳液、脲醛樹脂等共混,製成新的水性膠黏劑,其性能有所提高。

  (4)接枝改性在聚氨酯乳液中加人適量的苯乙烯單體,通過原位聚合法製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將多異氰酸酯(或其預聚體)有機溶液分散在聚乙烯醇、羧甲基纖維素的水溶液中

  (6)交聯改性是提高水性聚氨酯性能的有效方法,可提高膠膜的耐水性、耐熱性和粘接強度。

  分類⒈按材料分類:

  聚乙烯醇類水性膠黏劑、乙烯乙酸酯類水性膠黏劑、丙烯酸類水性膠黏劑、聚氨酯類水性膠黏劑、環氧水性膠黏劑、酚醛水性膠黏劑、有機矽類水性膠黏劑、橡膠類水性膠黏劑

  分類⒉按應用分類:

  建築用水性膠黏劑、包裝用水性膠黏劑、汽車用水性膠黏劑、製鞋用水性膠黏劑、日用水性膠黏劑

  分類⒊按溶劑分類

  水溶性和乳液型膠黏劑兩種

  特性與改性

  1、水性聚氨酯(APU)膠粘劑APU是以水代替有機溶劑作為分散介質的新型聚氨酯體係,也稱水分散聚氨酯、水係聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水為溶劑,無汙染、安全可靠、機械性能優良、相容性好、易於改性。

  APU膠粘劑無毒無汙染,高分子量使它能形成性能優良的粘合膜,它具有耐低溫、柔韌性、粘接性能好、膠膜物性可調節範圍寬等優點;其分子結構中具有柔性分子鏈,表現出優良的耐衝擊、耐疲勞、耐低溫性能,還具有性能的可設計性,膠層從柔性到剛性的任意可調,可滿足不同材料間的粘合需求;目前,水性聚氨酯膠粘劑的合成方法已經比較成熟,主要有以下幾種方法:

  (1)在聚氨酯樹脂結構中引入部分親水基團,使其自乳化。

  (2)丙酮法:先製得高粘度預聚體,再加丙酮降低粘度,再用親水單體擴鏈,在高速攪拌下加入水中,通過強力剪切作用使之分散在水中,乳化後減壓蒸餾回收溶劑即製得PU水分散體係。

  (3)封端異氰酸酯法:選擇合適的封閉劑,將對水敏感的異氰酸酯的端-NCO基團保護起來,使其失去活性,再加入擴鏈劑和交聯劑共乳化製成乳液使用時,通過一定溫度及特種催化劑解蔽,再生成-NCO端基,擴鏈以製備水性聚氨酯

  缺點:

  水性聚氨酯膠黏劑存在著幹燥速度慢、對非極性基材潤濕性差、初黏性低以及耐水性不好等問題。同時其乳膠膜的硬度、及力學性能也遠遠不足

  改性:

  (1)調整結構

  在保證乳液穩定性的前提下,親水基團的含量盡可能低,可提高膠膜的耐水性;

  (2)改進工藝

  采用工藝性能優良的乳化設備進行熱處理,可提高膠膜的強度和耐水性。

  (3)複合改性

  為了改善水性聚氨酯的某些性能,可與其他水性樹脂如環氧樹脂乳液、脲醛樹脂等共混,製成新的水性膠黏劑,其性能有所提高。

  (4)接枝改性

  在聚氨酯乳液中加人適量的苯乙烯單體,通過原位聚合法製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

  可將多異氰酸酯(或其預聚體)有機溶液分散在聚乙烯醇、羧甲基纖維素的水溶液中

  (6)交聯改性是提高水性聚氨酯性能的有效方法,可提高膠膜的耐水性、耐熱性和粘接強度。

  2、丙烯酸乳液膠粘劑丙烯酸酯橡膠(ACM)是由丙烯酸烷基(CH2=CH-COOR)為主要單體,與少量帶有可提供交聯反應活性基團的單體共聚而成的一類彈性體。可根據分子設計和粒子設計方法合成出軟硬程度不同的乳液膠黏劑。丙烯酸係聚合物具有優良的保色、透明性、耐光和耐候性、耐久性,低溫性能好,對紫外線的降解作用不敏感,具有高粘接強度和剪切強度與優良的抗氧化性。

  缺點:

  丙烯酸酯類乳液膠黏劑存在的問題是在耐水性、粘接性、耐熱性等方麵尚不能完全滿足使用要求。

  改性:

  大量改性工作中核-殼結構粒子設計與有機矽改性受到研究者的極大重視。

  (1)、由於核殼結構乳膠粒的核-殼之間可能存在接枝、互穿或者離子鍵合,乳膠粒的核-殼結構化可以顯著提高聚合物的耐磨、耐水、耐候、抗汙、防輻射性、抗張強度、抗衝強度和粘接強度,改善透明性,降低最低成膜溫度,改善加工性能。

  (2)、經有機矽改性的(甲基)丙烯酸酯類乳液壓敏膠具有較好的固化性,具有良好的粘接性、耐油耐溶劑性、耐候性、耐水性以及良好的透氣性等。同時該乳液聚合穩定性好,塗膜具有柔軟滑爽的手感、優良的耐水性和較好的機械強度。

  3、聚醋酸乙烯乳液(PVAc)醋酸乙烯酯工業品含二苯胺(DPA)、乙酸銅或氫醌(HQ)阻聚劑。

  聚醋酸乙烯性質:無色粘稠液體或無色至微黃色透明玻璃狀顆粒。無臭,有韌性和塑性。不因日光和熱而著色或老化。30℃左右時軟化。溶於乙醇、丙醇和苯、不溶於水和脂肪。

  PVAc乳液是最重要的乳液型膠黏劑之一,廣泛應用於木材加工、家具組裝、包裝材料等領域,俗稱白乳膠。但傳統的PVAc乳液耐寒、耐水、耐濕性能較差。

  改性:

  一方麵,通過醋酸乙烯酯單體與(甲基)丙烯酸酯、乙烯,含羥基、羧基的單體等進行共聚改性,改善耐水性和抗蠕變性能。

  另一方麵,可通過共聚合合成有互穿網絡結構的乳液,由於聚合物網絡間交叉滲透起到協同作用,改善了聚合物的性能。

  此外,還可采用改性保護膠體進行改性,或者采用核殼聚合形成以無機物為核、醋酸乙烯為殼的複合粒子。

  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乳液被廣泛用於膠粘劑的基料。由於乙烯的引入,使VAc均聚物高分子鏈中無規則的嵌段共聚了乙烯軟單體,活性增加,產生了內增塑作用。

  VAE乳液的特點:

  (1)具有很好的機械性能和貯存穩定性;

  (2)膠膜耐堿性、抗蠕變性和耐高溫性好;

  (3)有很好的濕粘性及很快的固化速度;

  (4)具有廣泛的粘接性能;

  (5)具有較低的成膜溫度;

  (6)膠膜具有較好的耐水耐酸堿;

  (7)內增塑性且表麵張力低

  改性:

  為了進一步提高膠膜的耐水性、耐溶劑性和強度,可采用以下改性方法來提高其性能和拓寬其應用範圍。

  (1)將兩種或兩種以上的聚合物乳液共混是最簡便的改性方法。改善EVA乳液的耐水性和耐熱性,其粘接強度大大提高;

  (2)外加交聯劑如氨基樹脂或異氰酸酯改性。這種乳液對親水或憎水基材均有良好的粘接力,且表現出優良的耐水耐候性;

  (3)將EVA乳液與柔性單體,及醋酸乙烯、氯乙烯等硬性單體共聚,不僅可以提高EVA乳液的性能,使共聚乳液的Tg範圍擴大,且能降低成本,增大EVA乳液的應用範圍。

  水基環氧膠黏劑,水性環氧樹脂通常是指環氧樹脂以微粒、液滴或膠體形式分散於水相中所形成的乳液、水分散體或水溶液。

  根據製備方法的不同,環氧樹脂水性化有以下四種方法:機械法、化學改性法、相反轉法和固化劑乳化法等。

  5、水基環氧分散體水基環氧分散體不含有機溶劑,可黏合多種類型基材,適當固化後可提高它的黏合強度和提供多種優良性質,且對環境友好,常用作層壓膠黏劑、塗料、底漆、織物和玻璃膠黏劑、混凝土增黏劑等。

  6、其它類型水基膠黏劑

  ①酚醛樹脂乳液克服了溶劑型酚醛樹脂的貯存穩定性差、易變色、可燃、成本高等缺點。一般以水溶性高分子作分散劑,采用後乳化的方式製備,主要用於耐水膠合板、纖維板等。

  ②脲醛樹脂膠粘劑原料充足、價格低廉,膠接強度高、耐冷水性能好,是膠粘劑中用量最大的品種,廣泛應用於木器加工、膠合板、刨花板、人造板的生產及室內裝修等行業。


 

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