主要應用范疇-脲醛樹脂膠

2.1 木工行業

隨著世界性森林資源急劇減少和我國自然林資源維護工程的施行，小木材拼大板就請求膠粘劑粘接強度和耐久、耐候等性能優于木材自身。膠粘劑用量的幾，已成為權衡木材工業技術開展程度的標志。過去人們用的木材膠粘劑多為以甲醛為主要原料的脲醛樹脂、酚醛樹脂和三聚氰氨甲醛樹脂，但由于游離的甲醛存在，產品運用期間會逐步向四周分發甲醛氣體，形成環境污染。木材加工行業已開端將眼光投向新型的環保膠粘劑——聚氨酯膠，以期減少對環境的污染。木工行業運用的單組分濕氣固化聚氨酯膠粘劑是液態的，在室溫下運用。通常其粘接強度高、柔韌性和耐水性好，并能和許多非木基材（如金屬、塑料、橡膠等）粘接。單組分聚氨酯膠粘劑在測試中所表現出的干、濕強度均要好于酚醛膠粘劑。粘接前，在粘接基材外表涂布羥甲基間苯二酚（HMR）巧合劑能夠進步粘接強度。

2.2 制鞋行業

我國是一個制鞋大國，鞋用膠粘劑的開展閱歷三代后，隨著全球性環保認識的進步，以及石油危機的加劇，促使第四代環保無溶劑型和水基型鞋用膠粘劑的呈現。近年來，水性聚氨酯的制備工藝已日趨成熟。關于一些低極性鞋材，如SBS等材質的粘接，聚氨酯膠粘劑的剝離強度達不到請求。經過添加增粘樹脂等停止改性，可開發出具有結晶度高、結晶速度快、內聚強度大和剝離強度較理想的聚氨酯鞋用膠粘劑。

2.3 包裝業

軟包裝以其輕質便當、保鮮期長、衛生、易儲存運輸、易拆開、渣滓量少及貨架效應良好等共同的綜合性能，現已超越硬包裝，如塑料、玻璃瓶和罐等。聚氨酯膠粘劑由于其優良的性能，可將不同性質的薄膜資料粘接在一同得到耐寒、耐油、耐藥品、透明、耐磨等各種性能的軟包裝用復合薄膜。目前，在國內外市場中，聚氨酯膠粘劑曾經成為軟包裝用復合薄膜加工的主要膠粘劑。

在國內包裝用復合薄膜制造業中，聚氨酯膠粘劑用量僅次于制鞋業，而居第二位。用于包裝的聚氨酯膠粘劑種類繁多，如水基聚氨酯膠粘劑、熱熔型聚氨酯膠粘劑、溶劑型聚氨酯膠粘劑、無溶劑型聚氨酯膠粘劑。其中，常用的聚氨酯熱熔膠又可分為二類：熱塑性聚氨酯彈性體熱熔膠和反響型熱熔膠。另外，在包裝用水性聚氨酯膠方面，由于乳化劑的運用或分子中親水性離子基團的引入，使其耐水性降低。近年來，對進步其耐水性的研討已成為熱點。同時由于水的熱容較大，故如何進步其固含量從而進步其枯燥速度，也是目前亟待處理的問題之一。

2.4 建筑鋪裝

聚氨酯膠粘劑除具有無毒、無污染、運用便當等優點，還具有其它膠粘劑無法比較的優點，即優秀的耐低溫、耐溶劑、耐老化、耐臭氧及耐細菌性能，在建筑鋪裝資料的應用中發揮著重要作用。普遍應用于彈性橡膠地墊、硬質橡膠地磚和鋪設塑膠跑道運動場中。新型雙組分聚氨酯膠粘劑打破傳統膠粘劑剪切強度與剝離強度的矛盾，可使兩者同時到達較高運用強度，在建筑用鋼板的粘接中表現出優良的性能，粘接結實且不易產生形變，而且室溫可調固化速度，使該聚氨酯膠在運用上便當易行，應用普遍。聚氨酯膠粘劑在建筑用PVC資料粘接，夾心板消費以及建筑防水涂料中都得到普遍運用。

2.5 汽車用聚氨酯膠粘劑

在汽車上應用最為普遍的聚氨酯膠粘劑主要有裝配擋風玻璃用單組分濕固化聚氨酯密封膠；粘接玻璃纖維加強塑料和片狀模塑復合資料的構造膠粘劑、內裝件用雙組分聚氨酯膠粘劑及水性聚氨酯膠等。汽車內飾件也是膠粘劑用量增長的一個范疇。汽車上應用普遍的水性聚氨酯膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而構成的膠粘劑。大多數水性聚氨酯是線性熱塑性聚氨酯，由于其涂膜沒有交聯，分子質量較低，因此耐水性、耐溶劑性、膠膜強度等性能還較差，必需對其停止改性，以進步其性能。聚酯和丙烯酸的雜和分散體與脲二酮和異氰脲酸酯配合，制備的汽車修補清漆，不需求高速攪拌設備，容易混合在一同，具有良好的粘附性能。

2.6 其他

近20年來，在書籍裝訂中，熱熔膠的應用曾經取得了迅猛開展。其緣由主要是低價平裝書消費有了驚人的增長，與此同時產生了無線裝訂工藝，由于EVA熱熔膠具有很好的粘接性和彈性，目前國內市場上運用的書籍裝訂熱熔膠絕大局部為EVA型熱熔膠。但EVA型熱熔膠價錢昂貴，而且EVA型熱熔膠具有記憶性等缺陷。聚氨酯熱熔膠則可補償以上缺陷。該膠粘劑消費工藝簡單，本錢低廉，膠粘劑的彈性、韌性好，粘接強度高，能夠重復凝結運用，產品應用率高，具有更寬廣的應用前景。

聚氨酯膠粘劑由于其優良的粘接特性，在航天器材的粘接、文物維護與修復、軍工產業、文具用品、醫療衛生等方面發揮越來越重要的作用。聚氨酯膠粘劑以其優良的性能普遍應用于各個范疇，逐步成為人類生活中重要的合成資料。目前，世界聚氨酯膠粘劑工業正向順應環境維護、平安衛生、資源回收等方向開展。我國聚氨 酯膠粘劑工業也顯現了較快的增長勢頭，技術開發也獲得了很大的停頓。

3.水性聚氨酯綠色膠粘劑及其開發

目前整個聚氨酯膠粘劑行業仍以溶劑型為主，隨著人們的平安和環保認識的增強，水性聚氨酯膠粘劑的研討得以疾速開展。

3.1性能特性

水性聚氨酯膠粘劑除了堅持聚氨酯的優點外，與溶劑型聚氨酯膠粘劑相比，還有如下的共同之處：以水為介質，無毒不燃，無公害、無風險，氣息小，不污染環境，儉省能源，適用于易被有機溶劑腐蝕的基材；粘度較低，且可用水溶性增稠劑和水停止調理，操作便當，殘膠易于清算；可與多種水性樹脂混合，利于改良性能 和降低本錢，但要留意離子性質和酸堿性，以防凝聚；含有羧基、羥基等基團，在適合條件下可參與反響，產生交聯，進步性能；對非極性基材的潮濕性差；枯燥速度慢，初始粘性低，并且耐水性不佳。

高性能水性聚氨酯膠粘劑耐水、耐介質性好；粘接強度高，初粘力大；儲存穩定性良好；耐凍融，耐較高溫度；枯燥速度較快，低環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辦法停止分類。

（1）按聚氨酯的構造分類。按原料及構造，可分為聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多異氰酸酯乳液、封鎖型聚氨酯乳液；按分子構造可分為線性聚氨酯乳液和交聯型聚氨酯乳液。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。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；陽離子型：普通是指主鏈或側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；混合型：分子構造中同時存在離子型和非離子型親水鏈段或基團。

（3）按制備辦法分類：自乳化法和外乳化法；預聚體法、丙酮法、熔融分散法；酮亞胺-甲酮連氮法。

（4）按運用方式分類：按運用方式可分為單組分和雙組分水性聚氨酯膠粘劑。

3.3 性能改善的研討

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、和其他聚合物特別是乳液型聚合物易摻混有利于改性等優點，20世紀90年代后已逐步在汽車內飾物粘接、廚房用品制造、復合薄膜制造、鞋底鞋幫粘接、服裝加工等方面得到應用，但是還存在許多缺陷，需求經過各種改性，完善其功用。近年來，科研人員對水性聚氨酯膠粘劑枯燥速度慢、初粘性低、對非極性基材潮濕性差、耐水性不佳、耐熱性不高等問題停止大量的研討，提出了一系列改良措施， 如：水性聚氨酯自身含有親水性基團，要使其耐水性得到進步，就應在保證乳液穩定性的前提下，盡可能降低親水性基團的含量。關于進步水性聚氨酯性能的研討主要集中在改性上，有交聯改性、共混改性、共聚改性和納米改性等。

3.3.1 交聯改性

交聯是進步水性聚氨酯性能的有效辦法，可進步膠膜的耐水性、耐熱性和粘接強度。交聯分為內交聯和外交聯。內交聯是指在合成時引入交聯劑。如采用局部三官能團的多元醇或異氰酸酯、引入胺基或環氧基團、封鎖型異氰酸酯乳液、多官能團交聯劑等都可制得內交聯水性聚氨酯。內交聯辦法的缺陷是預聚體黏度很大，難以乳 化。外交聯法即是在膠水運用前添加交聯劑，在成膜過程或成膜之后加熱產生化學反響，構成交聯的膠膜。與內交聯相比，所得乳液性能好，其缺陷是為雙組分體系沒有單組分運用便當。外交聯可用甲醛、三聚氰胺-甲醛樹脂、環氧化合物作交聯劑，普通在120～180℃的高溫下停止交聯反響。也能夠氮丙啶、碳化二亞胺、多異氰酸酯、金屬鹽類化合物為交聯劑，在常溫下就能夠反響，羧基能夠使氮丙啶開環發作交聯反響，但是氮丙啶揮發性較強，刺激性強，對呼吸系統有一定的毒性，不利于工人的職業安康。

3.3.2 共混改性

共混改性應用不同樹脂之間的互補作用，也可改善和進步水性聚氨酯的性能，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良。其中，以聚氨酯與環氧樹脂、聚氨酯與丙烯酸樹脂共混研討最為重要。目前，PU樹脂與環氧樹脂、有機硅、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討。其中環氧樹脂、有機硅、含氟化合物和丙烯酸酯改性聚氨酯樹脂的研討最為活潑。

3.3.3 納米資料

納米資料具有外表效應、小尺寸效應、光學效應、量子尺寸效應等特殊性質，能夠使資料取得新的功用。

如粒度進入納米尺度后，資料外表活性中心的增加可進步其化學催化和光催化的反響才能，在紫外線和氧的作用下給予涂層自清潔才能，外表活性中心與成膜物質的官能團可發作次化學鍵分離，大大增加涂層的剛性和強度，從而改良涂層的耐劃傷性；高外表能的納米資料外表經過改性可同時取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。隨著國度，企業，客戶對平安、綠色、環保理念的不時加強，開展環保型、節能型膠粘劑，同時加大研發力度和開展高技術含量、高附加值、高性能的膠粘劑新產品曾經成為膠粘劑行業的新開展趨向。而水性聚氨酯膠粘劑因其環保性而越來越遭到注重，市場潛力宏大。

4.開展趨向

膠粘劑作為一個有著完好消費鏈的獨立行業，同時又作為包裝產業的一個特殊輔助產業，在整個包裝產業的消費過程中起著不可或缺的幕后推進作用，并對包裝及相關產業的技術進步以及產品的研發和更新有著嚴重深遠的影響。因而，研發和消費各類質量更有保證，性能更為優越的新型膠粘劑也自然成為了包裝范疇業內越來越得到關注的研討范疇和科研活動。這也在相當大的水平上推進了膠粘劑產業的開展和壯大。

目前聚氨酯膠粘劑以溶劑型為主，國內食品包裝復合膜行業中運用的膠粘劑絕大局部是溶劑型，因而存在對環境的污染和平安問題，并且耗用大量能源。據預算，僅食品包裝行業每年排放到大氣中的有機溶劑就超越40萬t。有機溶劑易燃易爆、易揮發、氣息大、運用時形成空氣污染，具有或多或少的毒性。溶劑型粘合劑在消費過程中排放的溶劑不只會污染空氣，直接危害操作工人的安康，而且最終仍會有小局部溶劑無法掃除，殘留在食品包裝中危害消費者的安康。這比食品自身的平安隱患更可怕。當前，膠粘劑的功用和應用已遭到普遍注重，而膠粘劑的環保問題卻常常容易被人所無視。能否環保已成為膠粘劑進一步開展的瓶頸，處理其對環境的污染問題成了燃眉之急。

近年來我國需求增長最快的熱熔膠由于不運用有機溶劑，而且施工疾速、粘結效果好，開展前景十分可觀。除了傳統的EVA熱溶膠外，市場還應積極開發聚酯類、聚酰胺類熱熔膠新種類。目前已有國外公司在我國消費低甲醛釋放量脲醛膠，同時配套樹立大范圍的木材加工廠。目前國外大量運用的是被稱作真正意義上的環保型的無溶劑膠粘劑。無溶劑化系指膠粘劑中不含溶劑，因無溶劑向大氣揮發，不會形成污染和危害。無溶劑聚氨酯膠粘劑適用于各品種型的塑料復合包裝，對鋁箔也有良好的粘合效果，耐內容物性及耐高溫蒸煮性能也可與酯溶型聚氨酯膠粘劑相同，且剝離強度高。水性膠粘劑以不可燃、無毒害、不污染、產品順應性強而備受喜愛。但水性膠粘劑的缺乏之處是枯燥速度慢、耐水性差、防凍性不好、本錢及能耗大，在將來10年內還無法完整取代酯溶型聚氨酯膠粘劑。因而，在今后的消費研發過程中應當增高水性膠粘劑的固體局部、加快枯燥速度，采用交聯辦法，進步枯燥速度和耐水性，以擴展它的應用范圍和市場份額。

人類環保認識的日益加強，相關法律法規日趨嚴厲，因而推行應用環境友好的膠粘劑是必然的趨向。反響型聚氨酯熱熔膠因施膠工藝及粘合性的缺陷，不太合適我國行業低本錢高效率的消費方式；水性聚氨酯膠運用的工藝條件、粘合性能與溶劑膠根本相同，將是今后的開展方向，但是因目前尚存在價錢高，應用工藝控制不夠成熟，膠粘合格率低于溶劑膠等，因而在將來2～3年內水性聚氨酯膠大量取代溶劑型聚氨酯膠的可能性不大，此期間仍將是低含“三苯”溶劑的膠粘劑的市場。今后的幾年，我國將鼎力研討開發和開展高技術含量、高附加值、高性能的膠粘劑新產品，如水性聚氨酯膠粘劑、水性氯丁橡膠型膠粘劑、高性能和高質量壓敏膠及制品、VAE（乙酸乙烯酯-乙烯）乳液、EVA（乙烯-乙酸乙烯酯）樹脂、SIS（苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯）樹脂等，同時更將重點開展環保型、節能型膠粘劑，以遵照市場開展規律和人類生存規律。

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