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水性聚氨酯市场应用新需要!

类别:企业动态 发布时间: 2020-08-06 14:58:41 作者:聚氨酯厂家  浏览人次:

2、水性聚氨酯市场应用新需要


  目前水性聚氨酯产品在市场上种类众多,涵盖了广泛的应用领域,有些应用领域产品已经很成熟,比如胶黏剂领域中用于制鞋和家具的典型产品有科思创的Dispercoll-U53、U54,东方一哥的8601 等产品,用于涂料行业的有科思创Bayhydrol-A 系列产品,皮革涂饰方面如斯塔尔的PU-476,还有用于纺织涂层、纺织印花、水性聚氨酯避孕套、化妆品领域如指甲油、面膜等。但仍遇到不少市场上提出的新需要,这些产品都具有非常大的市场容量,下面对这些新需要做简单的介绍。
 
水性聚氨酯树脂
  
  2.1 室温接触型黏合剂
  
  在家具及相关工业中,必须黏合各种基材,包括海绵、木材、织物、皮革、泡沫材料等,可用于制造沙发、座椅、床垫等家具。这类黏合剂要求在待黏合的基材上施胶,并压合在一起,黏合剂本身立刻迅速黏合,即黏合剂发生自动黏合且形成的半固化膜有足够的强度与基材固定在一起,并能抵抗一定的施加在被黏合材料上的后续力。这类能在黏合后立刻提供所要求的快速强度性能的黏合剂被称作“快速硬化”黏合剂,也叫接触型黏合剂,可用指压黏合试验来确定一种黏合剂是否是快速硬化黏合剂。通常使用快速干燥的有机溶剂作为快速硬化接触型黏合剂的载体,因为它们形成快速干燥薄膜的性能有利于固化时间的缩短,且涂布表面并配合施加力压在一起后能使黏合部分很快固定在一起。
  
  为满足消费者需要及环保政策的要求,不少大型的家具制造商开始要求胶水供应商提供水基接触型黏合剂。早在2007 年,科思创公司就推出了Dispercoll-C 系列接触型黏合剂Dispercoll-C 是水基化的氯丁胶乳,通过配合一定的絮凝剂做成双组分喷胶,可以达到快速黏合的效果,目前有部分家具制造厂已经开始使用。水性氯丁胶虽然不含有机挥发溶剂(VOC),但是由于氯丁橡胶本身含氯原子,长期老化过程中会释放Cl,而Cl 对人体是有害的,因此水性氯丁胶仍不是彻底的环保解决方案,一些品牌家具厂甚至愿意选择溶剂型的胶黏剂而不使用水性氯丁胶黏剂,因为溶剂挥发后,不会残留在制成品中。
  
  水性聚氨酯环保、无味、无毒,与人体有很好的相容性,开发水性聚氨酯接触型黏合剂具有良好的前景。科思创公司也在投入大量的人力、资金来研究水性聚氨酯接触型黏合剂,以替代水性氯丁胶,他们于2019 年推出的新产品U64 声称可
  
  以用于该领域,但这款产品目前仍属于中试品,技术仍不成熟。其技术难点在于,水性聚氨酯既要快速固化成膜,但又不能过快结晶失去黏性导致黏接失败,因此开发接触型水性聚氨酯黏合剂是一个技术难题。
  
  2.2 通用型水性油墨树脂
  
  塑料薄膜印刷基材通常有OPP、PET,PE、CPP、尼龙等,此类基材极性低,属于难黏材料。而油墨通常由连接料、溶剂、颜料、助剂等成分组成,连接料作为油墨的核心,直接影响油墨的附着力、干燥速度和稳定性等,同时也影响油墨的光泽及印刷适应性。随着环保要求的提高,水性塑料油墨的开发逐渐得到人们的重视,水性油墨的主体溶剂为水,挥发后清洁无污染,在使用过程中安全健康无毒害。
  
  CN102153910A 公开了一种塑料里印复合专用水性油墨,该油墨无溶剂残留,具有高光泽、耐摩擦,防反黏,高附着力、展色性佳等特点,但该水性油墨的连接料为丙烯酸酯乳液,对不同的印刷基材附着力差异大,适应性有明显局限。CN101284966A 公开了一种聚氨酯基水性油墨,该水性油墨能解决目前水性油墨抗水性不理想、光泽度差等缺点,但仍然对塑料薄膜适应性有限。因此,现有技术缺少通用的、能对大部分基材均具有优良附着力的水性油墨,为克服现在技术存在的水性油墨适用基材种类少的问题,急需开发通用型的水性油墨。中科院化学研究所的王旭朋等用醛酮树脂、二甲苯树脂、烷基酚醛树脂等对水性聚氨酯进行改性,制备的水性聚氨酯对OPP、PET、尼龙等都有很好的附着力。林日胜等先用马来酸改性氯化聚丙烯、再把改性氯化聚丙烯用于对水性聚氨酯改性,制备的水性油墨树脂在多种薄膜上都表现出很好的附着力,即使是未处理的PP 薄膜,附着力测试结果也达到≧ 95% 的附着面积。
  
  水性油墨树脂是继涂料和胶黏剂外需求量的最大的一个应用领域,遗憾的是,通用型的水性油墨树脂目前在市场上仍然罕见,仍需要广大科研工作进的努力。
  
  2.3 水性聚氨酯热熔胶
  
  热熔胶是一种可塑性的黏合剂,在一定温度范围内熔化后黏合,常用的热熔胶是乙烯- 醋酸乙烯(EVA)、聚酯、聚酰胺(PA)等热熔性树脂制备的,但EVA 与聚酯强度及弹性较差,而PA 熔点及硬度又较高,因此这些热熔胶在使用方面受到一定限制。并且这种热熔胶常温下为固态,使用时需要高温熔融,熔融后黏度大,流动性差,可操作性不强,涂布厂渴望寻求一种黏度低,涂布方便,使用温度低且环保的热熔胶。水性热熔胶常温下为液态,黏度可调,可刷、淋、浸、喷,使用温度低,大量节省能耗,是新型环保产品。聚氨酯热熔胶用于服装行业、涂料工业、包装工程、制鞋、皮革和复合板材等领域。
  
  CN103554415 公开了一种水性聚氨酯热熔胶制备方法,但其熔融温度过高,耐水洗差,无法满足服装行业使用要求。CN104927747A 采用了聚醚多元醇制备了水性聚氨酯热熔胶,虽然声称耐水性洗可以达到沸水洗4h 不开胶,但由于使用的聚醚多元醇,涂膜后容易反黏,无法适应涂布后收卷的工艺要求。理想的热熔胶在保证足够的黏结强度下,应尽量降低熔融温度,同时又要有较高的软化点,而软化点通常随着熔融温度的降低而降低,这是热熔胶研究领域的难点之一。在服装行业,特别是针对一些高弹性的面料如莱卡布,不仅要求热熔胶具良好的黏接力和优良的耐水性,还要求柔软,良好的回弹性,不反黏,而制备柔软又不反黏的水性聚氨酯又是另一技术难点。
  
  2.4 热固化型水性聚氨酯热熔膜
  
  聚氨酯热熔胶膜作为一种固体型环保黏合剂,近年来受到越来越多用户的喜爱,这种制成薄膜的热熔胶膜在使用时放置于两个被黏结材料之间,然后施加一定的温度压合完成黏结。这种热熔胶膜的优点在于使用是工人无须涂布胶水,无须干燥,在纺织物、皮革、木塑复合等领域代替传统的液态黏合剂,具有操作简便,节约成本等优势。目前热熔胶膜制备方法主要是以聚氨酯热塑性弹性体经吹塑或挤出流涎形成,工艺控制设备复杂,而且聚氨酯弹性体处理往往需要用到有机溶剂,污染环境,而如果使用水性聚氨酯,则只需要简单的涂布机加烘干设备就可以制备热熔胶膜。
  
  热塑型黏合剂的一个缺点是无法同时满足既具有较低活化温度,又有较高的耐热性,这对一些要求耐热性较高的应用领域受到限制,开发热固型的水性聚氨酯热熔膜则可以解决这个问题。热固型热熔膜要解决的一个问题是:制膜烘干过程中,在干燥温度下不能发生热固化反应而失去黏结活性,但使用时,在热压温度允许范围内又能迅速地发生固化反应,达到迅速提高黏结力和耐热性的目的。技术上可以通过在水性聚氨酯中加入潜伏性固化剂,这种潜伏性固化剂要有适当的
  
  解封温度,既不能太低,也不能太高。另外,为提供足够多的交联点,要求水性聚氨酯有足够多的可交联点,如羟基反应基团,因此可开发一种羟基含量较高的水性聚氨酯,配合潜伏型异氰酸酯固化剂来制备热固型水性聚氨酯热熔膜。目前技术走在最前的依然是科思创公司,其水性聚氨酯Dispercoll Uxp-2702 配合潜伏性固化剂Dispercoll BL XP2514 或DesmodurLP BUEJ 471 已经成功应用于该领域,国内企业在该方面的研究鲜有报道。

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