聚氨酯素以其卓越的低溫柔韌性、高斷裂伸長率、高剝離強度和耐磨性以及對多種基材的粘接適應(yīng)性等著稱，發(fā)展較快，年均增長率約為3%以上。按倫敦IAL咨詢公司公布的數(shù)據(jù)，2000年全球聚氨酯膠粘劑生產(chǎn)量超過52.5萬t［1］。
2、發(fā)展趨勢
在環(huán)保、健康和安全諸因素驅(qū)動下，聚氨酯膠粘劑與其他膠粘劑一樣正向無溶劑、水基和反應(yīng)性熱熔型等環(huán)境友好高性能方向發(fā)展，以逐步替代VOC高、具毒的品類。但因溶劑型聚氨酯膠粘劑尚有一些性能優(yōu)于其他品類，故仍在某些領(lǐng)域繼續(xù)采用，如在制鞋行業(yè)，溶劑型聚氨酯膠粘劑對皮革等多種鞋材的粘接強度高，其粘接件的耐久性強；在干法復(fù)合薄膜工藝中，溶劑型聚氨酯膠粘劑對薄膜的潤濕性好，因此迄今尚大量采用。在發(fā)展中國家用量更多。但其所用溶劑必須是低毒、對大氣低污染性，且設(shè)有回收裝置；膠粘劑必須含有高固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以減少有毒溶劑兔逸入空氣。雙組分聚氨酯膠粘劑的固化劑多為加成型多異氰酸酯，其游離異氰酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.5%，今分別從劑型和應(yīng)用角度，重點闡釋某些聚氨酯膠粘劑發(fā)展近況。
3、水基膠粘劑
水基聚氨酯（APU）是將聚氨酯細(xì)粒分散于連續(xù)水相中形成的二元膠體，它是由P.Schlack于1942年首先開發(fā)成功的。初始將其用作皮革小涂飾劑，成為重要商品。歐洲發(fā)展較快。但因長期性能未得到突破性改善，僅局限于皮革涂飾劑、織物整理劑和印染助劑等方面應(yīng)用。近年通過新型離聚體制得的APU，加強了，分子鏈中的庫倫力和氫鍵作用，得以提高膠粘劑性能。值得慶賀的是近年開發(fā)出可水分散的高官能度異氰酸酯，它極易在水中分散。當(dāng)水從APU分散液中分離出后，該異氰酸酯即可與聚氨酯分子中的活潑氫快速而充分反應(yīng)，從而大幅度提高APU膠粘劑的而水性、耐溫性和粘接性等�？伤稚DI膠粘劑可將農(nóng)副產(chǎn)品麥稈、稻桿等磨碎物粘接成堅固、耐溫中密度纖維板，變廢為寶。國內(nèi)煙臺萬華聚氨酯股份有限公司也已生產(chǎn)該類產(chǎn)品。
可水分散異氰酸酯的問世，尚可將其用作其他含活潑氫水性高分子的固化劑，借此提高其性能，擴大應(yīng)用范圍。
1975年，日本koyoSangyo以水性乙烯基樹脂(如聚乙烯醇)－MDI作膠粘劑，制得優(yōu)質(zhì)木制品，可部分替代通用脲醛樹脂，從此開發(fā)出非醛系環(huán)境友好類木材膠粘劑。現(xiàn)在，日本水性高分子－異氰酸酯膠粘劑在膠粘劑年生產(chǎn)量統(tǒng)計中，已單列一項。其1999年產(chǎn)量為10157t，2000年為13669t，2001年為13704t［2］。在日本經(jīng)濟不景氣狀況下其產(chǎn)量仍呈上升趨勢。它主要用于建筑，木工和膠合權(quán)次之，部分替代通用脲醛膠粘劑。近年，日本將該技術(shù)移植到東南亞國家，就地制成木制品后，返回日本。北歐也已有該膠生產(chǎn)，用于家俱等木制品和住房裝修，防止住房綜合癥。全球年消費量約3－4萬t。
國內(nèi)也有單位生產(chǎn)，例如南京林化所研制生產(chǎn)的水性高分子－異氰酸酯系木材膠粘劑性能已達(dá)到甚至在某些方面超過國外同類產(chǎn)品，深得國外同仁贊賞。為降低聚氨酯膠粘劑成本，又提高其他水性樹脂的性能，APU常與聚丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯－乙酸乙烯酯等乳液和天然橡膠膠乳等復(fù)配。
美國CytecIndustries報道［3］，APU制備過程中，因預(yù)聚物粘度太大，常加用溶劑；若采用特異氰酸酯單體制備APU，可不用任何溶劑。該單體可為m－四甲基苯二甲基二異氰酸酯(TMXDI)，即苯二甲基二異氰酸酯分子中的兩個甲基上的氫原子被甲基取代，提高于耐紫外光線老化性和水解穩(wěn)定性，減弱了氫鍵作用，使斷裂伸長率增加。此外，受甲基屏蔽影響，異氰酸酯的反應(yīng)活性減弱，無副反應(yīng)發(fā)生，即使在120－130℃與多元醇反應(yīng)也無交聯(lián)反應(yīng)，便于制備APU。無副反應(yīng)發(fā)生意味著聚合物可按分子結(jié)構(gòu)設(shè)計控制合成。由m－TMXDI制得的膠粘劑的活化溫度比用其他脂肪族異氰酸酯合成的低，即使不用外交聯(lián)劑，也可將膠粘劑的活化溫度與耐熱溫度間的距離拉開。
APU的優(yōu)異特性日漸被人們認(rèn)識，其應(yīng)用研究和開拓工作不斷取得新進(jìn)展，現(xiàn)除在木材工業(yè)中應(yīng)用外，尚已在軟包裝、汽車、涂層、涂飾、制鞋等工業(yè)中獲得應(yīng)用。預(yù)計不久的將來會呈現(xiàn)更繁榮景象。
