武汉水性聚氨酯具有优良的机械性能、耐溶剂、耐油性、耐低温性能,在很多基材上都具有很好的附着了。虽然水性聚氨酯比油性聚氨酯产品具有的更高的环保优势,不过在一些性能,比如耐溶剂、耐候性等方面不如油性聚氨酯产品,对高性能的水性聚氨酯产品是目前乃至今后研究者不断追求的目标。提高水性聚氨酯的性能可通过以下几方面得以实现:
1.调整原料的亲水成分 亲水成分(羧基、磺酸基团、季胺的氮原子等)在树脂固体成分中所占的质量分数越大,则预聚体即固体树脂的亲水性程度越大,越易得到颗粒极其细微的乳液。当亲水成分的含量达到某一程度时,预聚体完全溶于水,形成水溶液。亲水成分所占的质量分数越大,乳液的粒径越小,对预聚体的稳定贮存越有利,但对胶膜的耐水性则会造成不利的影响。要在兼顾乳液稳定的前提下,控制亲水基团的含量使其尽可能低,或提高聚酯多元醇本身的耐水性,以长链二元酸及二元醇(如己二酸等)或有支链的二元醇或新戊二醇为原料也可提高聚酯的耐水性,聚醚多元醇的耐水解性好,有时也可以与聚酯多元醇并用。另外,向聚氨酯分子链中引入表面能低的硅氧烷链段或功能性氟单体,可以增强水性聚氨酯胶粘剂的疏水性和耐玷污性。
2.调整预聚体的分子量 乳化前预聚体的分子量小、粘度低,有利于其在水中的剪切分散。含羟基原料的羟基与二异氰酸酯的异氰酸酯基团的摩尔比-NCO/-OH影响预聚体的粘度以及制品的性能。一般说来,-NCO/-OH越大,预聚体的粘度就越小,乳化时因水扩链或胺扩链而形成的脲键就越多,从而导致胶膜变硬,模量增加。
3.调整多元醇的分子量 多元醇的分子量越大,所制成水性聚氨酯胶粘剂的胶膜越软,耐水性越差;反之,多元醇的分子量越小及官能团越多,所制成水性聚氨酯胶粘剂的胶膜越硬,耐水性越好。