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聚氨酯由于性能优异,已经在胶黏剂、涂料、油墨等领域得到广泛应用。随着人们环保意识的增强和国内外环保法规的日益完善,聚氨酯水性化已经成为不可更改的趋势。本文针对目前国内水性聚氨酯胶黏剂存在固含量低、初粘性差的弊端,通过合理的原料选择、配方设计以及合成工艺制备出固含较高、初粘性好的用于鞋用胶黏剂的聚氨酯乳液,并对水性聚氨酯结晶性能及其对初粘性能的影响展开了研究。以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)为主要基本原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水性单体,采用逐步预聚法,制备聚氨酯乳液。研究了PBA分子量、硬段含量、-COOH含量、HDI/IPDI质量比等配方因素和预聚温度及时间、中和方式及乳化工艺等工艺因素对聚乳液及所成胶膜力学性能的影响。结果表明:采用PBA2000为软段,IPDI和HDI复配,控制HDI与IPDI质量比为1/3,硬段含量为30～40%,-COOH含量为0.8%,预聚反应温度为70℃～75℃,反应时间为6h,采用前中和工艺,直接分散法制备得到的聚氨酯乳液固含量达45.7%、粒径较大且分布宽、粘度较小、稳定性好。乳液所成胶膜力学性能好,吸水率低,适用于制备胶黏剂。通过改变软段分子量、HDI含量以及硬段含量,用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)方法探讨硬段对聚氨酯软段结晶性及其对粘结性能的影响。FTIR结果表明,随着硬段含量的增加,硬段有序化和聚集程度增加,但硬段含量过多会增加软硬的相混程度。随着HDI含量的增加,硬段分子链间规则性增强,有利于提高水性聚氨酯的结晶性; DSC结果显示,用PBA2000制备的水性聚氨酯结晶性好。DSC、XRD显示随着硬段含量的增加,软段结晶熔融焓变小,熔融温度变低,软段结晶衍射峰变弱,表明软硬相混严重,软段结晶性变差。SEM结果也显示随着硬段含量的增加导致胶膜拉伸产生的诱导结晶性变差。综合研究结果得到:以结晶性较好的PBA2000为软段,控制硬段含量较低(30%～40%),HDI/IPDI质量比=1/3,制备的水性聚氨酯软段表现出很好的结晶性能。粘结性能测试结果表明,此时水性聚氨酯对聚氯乙烯(PVC)皮革的初粘和最终粘结强度都非常高,基材严重损坏。