武漢水性聚氨酯具有優良的機械性能、耐溶劑、耐油性、耐低溫性能,在很多基材上都具有很好的附著了。雖然水性聚氨酯比油性聚氨酯產品具有的更高的環保優勢,不過在一些性能,比如耐溶劑、耐候性等方面不如油性聚氨酯產品,對高性能的水性聚氨酯產品是目前乃至今后研究者不斷追求的目標。提高水性聚氨酯的性能可通過以下幾方面得以實現:
1.調整原料的親水成分 親水成分(羧基、磺酸基團、季胺的氮原子等)在樹脂固體成分中所占的質量分數越大,則預聚體即固體樹脂的親水性程度越大,越易得到顆粒極其細微的乳液。當親水成分的含量達到某一程度時,預聚體完全溶于水,形成水溶液。親水成分所占的質量分數越大,乳液的粒徑越小,對預聚體的穩定貯存越有利,但對膠膜的耐水性則會造成不利的影響。要在兼顧乳液穩定的前提下,控制親水基團的含量使其盡可能低,或提高聚酯多元醇本身的耐水性,以長鏈二元酸及二元醇(如己二酸等)或有支鏈的二元醇或新戊二醇為原料也可提高聚酯的耐水性,聚醚多元醇的耐水解性好,有時也可以與聚酯多元醇并用。另外,向聚氨酯分子鏈中引入表面能低的硅氧烷鏈段或功能性氟單體,可以增強水性聚氨酯膠粘劑的疏水性和耐玷污性。
2.調整預聚體的分子量 乳化前預聚體的分子量小、粘度低,有利于其在水中的剪切分散。含羥基原料的羥基與二異氰酸酯的異氰酸酯基團的摩爾比-NCO/-OH影響預聚體的粘度以及制品的性能。一般說來,-NCO/-OH越大,預聚體的粘度就越小,乳化時因水擴鏈或胺擴鏈而形成的脲鍵就越多,從而導致膠膜變硬,模量增加。
3.調整多元醇的分子量 多元醇的分子量越大,所制成水性聚氨酯膠粘劑的膠膜越軟,耐水性越差;反之,多元醇的分子量越小及官能團越多,所制成水性聚氨酯膠粘劑的膠膜越硬,耐水性越好。