水性聚氨酯胶粘剂研究进展
安徽大学化学化工学院 程袁来 张循 鲍俊杰
水性聚氨酯胶粘剂主要靠水挥发后乳液成膜，依靠胶膜与基材之间的物理吸附达到胶接效果。聚氨酯与被粘合
的材料之间产生的氢键作用会使分子力增强从而让粘合更加牢固。另外它还具有韧性可调节、粘结工艺简便、耐低
温和极强的稳定性等优点。
木材加工用水性聚氨酯胶粘剂
木制品与居家装潢密不可分，使得木材加工成为水性聚氨酯胶粘剂的最大应用领域之一。水性聚氨酯胶粘剂不
仅有着零污染的美誉，而且在粘合性能上具有与溶剂型聚氨酯胶粘剂一样的优点，已被广泛应用于胶合板、纤维板、
刨花板等一系列人造板的制造当中。如日本的光洋产业生产的水性乙烯基聚氨酯胶粘剂已成功应用于木材加工，目
前年产量在万吨左右。
四川大学化学学院降解与阻燃高分子材料研究中心制备了一种阻燃型无甲醛双组分水性聚氨酯木材胶粘剂，将
聚乙烯醇（PVA）通过KMnO4氧化为氧化聚乙烯醇（O-PVA），然后与亚磷酸二乙酯发生加成反应生成含磷聚乙烯醇
（P-PVA），将P-PVA作为双组分水性聚氨酯主剂，多亚甲基多苯基异氰酸酯（PAPI）作为固化剂，制备的胶粘剂具
有较好的效果。陈元武研制了一种端封闭异氰酸酯预聚体、聚乙烯醇与乙烯基共聚乳液等混合制备而成的单组分水
性木材粘接用胶粘剂，具有较好的粘合效果。
复合薄膜用水性聚氨酯胶粘剂
用胶粘剂将不同性质的薄膜材料粘接在一起便得到复合薄膜，它具有高强度、良好的气密性、遮光性、优异的
防水防潮性、良好的热封性以及抗破损性等一系列优点。聚氨酯胶粘剂是软包装复合膜用胶粘剂中最重要的一种，
有溶剂型、无溶剂型和水性聚氨酯胶粘剂三类。水性聚氨酯树脂是环保型复合膜胶粘剂的主剂，自1993年开发成功
以来，技术不断完善，应用越来越广。
王沛喜等人以聚酯二元醇、二羟甲基丙酸（DMPA）、TDI、三乙胺和丙酮等原料，合成双组分复合薄膜用水性聚
氨酯胶粘剂，其T剥高强度最大值达3.0N/cm，无毒、不易燃、无环境污染、节能、安全且不损坏被涂饰物表面，
粘接质量可靠，抗化学腐蚀且极易操作。南京工业大学材料科学与工程学院项尚林等研究了N-甲基吡咯烷酮（NMP）
对复合薄膜用水性聚氨酯复合薄膜T剥离强度的影响，结果表明，随着NMP用量的增大，复合薄膜的T剥离强度也
呈现上升趋势。华南理工大学以聚醚多元醇N220、TDI、DMPA等为主要原料用丙酮法合成出聚氨酯预聚体，然后用
三羟甲基丙烷和蓖麻油作为交联剂，丙烯酸作为改性剂，进行自由基引发聚合，制备出高性能的具有壳核结构的水
性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，改性后该胶粘剂有更好的粘结性能，主要用于CPP(流延聚丙烯)和CPP，OPP(定向聚丙烯)
和OPP，VMOPP(双向拉伸聚丙烯镀铝膜）和VMOPP薄膜的粘接。傅和青等人以环氧树脂E20改性聚氨酯，得到环氧
树脂改性的水性聚氨酯复合乳液，结果表明，当BDO（1,4-丁二醇）含量为10%~15%，DMPA含量为9%~10%，E20含
量为4%时，得到的聚氨酯复合乳液性能较佳，用该乳液配成的胶粘剂对PP/PE复合包装膜有很好的粘结性能。
汽车用水性聚氨酯胶粘剂
水性胶粘剂由于其环保的特点和优异的性能已经在美国、日本等汽车大国中得到了广泛的应用。李付亚等采用
丙酮法，以N220、TDI、BDO和DMPA等为原料，制备了聚氨酯预聚体；然后以丙烯酸酯为改性剂合成出水性聚氨酯
乳液，实验表明，当w（丙烯酸酯单体）=25％、w（DMPA）=3.8％时，可得到高性能的改性水性聚氨酯乳液，由该
乳液制得的胶粘剂可以满足汽车内饰材料的粘接要求。白子文等发明了一种可作为汽车内饰用胶粘剂的水性聚氨酯
乳液，将植物油多元醇与异氰酸酯反应，得到的预聚体中加入含亲水基团的化合物，乳化时加入胺扩链剂扩链即得
一种水性聚氨酯内饰胶乳液。傅和青等将环氧树脂引入水性聚氨酯胶粘剂改性中，将环氧树脂的高膜量、高强度和
耐化学性好等优点与聚氨酯树脂的优点结合起来，同时大多采用国内原材料，能满足汽车多种内饰材料的需要。
鞋用水性聚氨酯胶粘剂
我国是世界上最大的制鞋国家，目前胶粘鞋年产量在20亿双以上，无论从国内还是国外来说，研制开发可与溶
剂型胶粘剂媲美的环保型鞋用胶粘剂已成为制鞋工业能否持续发展的重要标志。鞋用水性聚氨酯胶粘剂是我国“十
一五”期间胶粘剂应用重点发展的内容之一。黎庆安等报道了一种用于鞋胶的双组分水性聚氨酯胶粘剂，包括50％
以上的高固含量水性聚氨酯分散体及水可分散多异氰酸酯固化剂的制备。测试结果表明，实验所制得的样品具有较
低的活化温度，范围在50℃~75℃之间，且具有很好的耐热温度，耐温高达110℃。所制备的高固含量水性聚氨酯表
现出优越的粘接性能，未加固化剂的单组分水性聚氨酯剥离强度(PVC／PVC)高达8.8N／mm。钱志国等制造出了一种
用于制鞋的双组分水性聚氨酯胶粘剂，对其的测试结果表明，制备的样品具有较低的活化温度（60℃~80℃），且具
有很好的耐热性（耐温高达100℃）以及优越的粘接性能，特别适合于鞋底的粘合。张智等研制出了一种新型单组
分水性聚氨酯胶粘剂，适用于多种材料的粘接且对工作环境无污染，它将取代现在制鞋行业采用的双组分水性聚氨
酯胶粘剂。
水性聚氨酯压敏胶
压敏胶的用途是制造胶带、不干胶标签等，也可直接使用，广泛用于办公用品、建筑、家具、车辆等领域。考
虑到耐老化性、粘合强度、透明性、无毒性等方面，目前水性压敏胶都主要采用水性丙烯酸乳液胶粘剂。水性聚氨
酯具有粘接强度高、耐热、耐寒等性能，是水性压敏胶中一种新型优良的品种，基材主要是纸张、织物及塑料薄膜
等。
李军等针对目前我国皮肤用压敏胶的缺点，制备了一种亲水性聚氨酯压敏胶，该压敏胶通过在聚氨酯主链上引
入亲水的聚乙二醇嵌段来赋予压敏胶亲水性，研究表明该聚氨酯压敏胶具有优良的粘结性能及反复揭粘性，具有良
好的药物、皮肤相容性及良好的药物控释性能。黎兵等以IPDI（异佛尔酮二异氰酸酯）、N220、N210、DMPA和三羟
甲基丙烷为主要原料制得了环保交联型水性聚氨酯压敏胶，研究表明，由N220合成的水性聚氨酯压敏胶的初粘力优
于由N210合成的水性聚氨酯压敏胶，随着n(-NCO)/n(聚醚中-OH)比值的减小，压敏胶的初粘力提高，持粘力呈先
降后增再降的趋势，当n(-NCO)∶n(聚醚中-OH)为2.5∶1、n(TMP中-OH)∶n(聚醚中-OH)为1∶3.0时，压敏胶的综
合性能优异，初粘力达到13号钢球，持粘力达到23.1h，180°剥离强度达到20.14N/(20mm)。
在其他领域的应用
除以上常见的几种胶粘剂外，水性聚氨酯胶粘剂还被广泛用于织物涂层胶、工笔画用绢处理剂、油墨连结料、
导电油墨、手套胶乳、热熔胶、涂边胶等领域，满足了很多特殊需求。
水性聚氨酯胶粘剂以其优异的性能在日常生活的各个领域中都得到了广泛的应用，随着科技的进一步发展，人
们的进一步研究也在不断的进行，它的性能将进一步完善。在我国，聚氨酯胶粘剂工业也显示了较快的增长势头，
技术开发也取得了很大的进展。随着聚氨酯用途的逐渐拓展和人类环保意识的不断增强，发掘新的可生物降解和高
性能、多功能的环保聚氨酯胶粘剂，也将成为水性聚氨酯胶粘剂的重要发展方向。