聚氨酯（PU）胶粘剂不仅具有其他类型胶粘剂的通用性能，而且还具有挠曲性好、剥离强度高和耐超低温性优等特点，既可胶接PU海绵和PU橡胶，又可胶接橡胶与织物、橡胶与金属、金属与金属、金属与陶瓷、木材与木材和橡胶与塑料等材料。随着PU在不同领域的广泛应用，对其性能要求也越来越高。水性胶粘剂不燃、无毒，而且能满足欧洲环保法规对有机溶剂的排放要求，受到各国研究者的广泛关注。目前，研究溶剂型胶粘剂的结构与性能关系的文献较多，研究水性聚氨酯（WPU）胶粘剂的文献还很缺乏。与溶剂型胶粘剂相比，WPU胶粘剂存在耐水性差、机械性能低、粘接效果不理想和热稳定性下降等缺陷，因此，WPU改性势在必行。改性WPU胶粘剂的方法很多，比较典型的有改变多羟基化合物、调节离子中和程度、增加离子含量、采用最佳聚异氰酸酯固化剂、采用最佳黏土浓度以及形成互穿聚合物网络（IPN）等。
1 WPU胶粘剂的研究
1.1 制备方法
目前，WPU胶粘剂的制备方法已经比较成熟，
主要有以下几种。
（1）在PU树脂结构中引入部分亲水基团，使其自乳化。
（2）丙酮法：在先制得的含-NCO端基的高黏度预聚体中加入丙酮以降低黏度，然后用亲水单体扩链，在高速搅拌下倒入水中，通过强力剪切作用使之分散在水中，乳化后减压蒸馏回收溶剂即制得PU水分散体系。
（3）封端异氰酸酯法：选择合适的封端剂（酚、醇和酰胺等），将对水敏感的异氰酸酯的端基-NCO基团保护起来，使其失去活性，再加入扩链剂和交联剂共乳化制成乳液；使用时，通过一定温度及特种催化剂解蔽，再生成-NCO端基，扩链后制得WPU。
1.2 国内外研究进展
进入21世纪以来，PU的应用领域不断拓宽，特别是世界范围内日益高涨的环保要求，更加快了WPU工业的发展步伐。经过几十年的发展，PU产品在汽车涂料、胶粘剂等领域已接近或达到溶剂型产品水平，原料生产实现了规模化；由于异氰酸酯、聚醚多元醇等PU基本原料的先进生产技术只掌握在少数几家跨国公司（如BASF、Bayer、Huntsman和DuPont等）手中，他们在世界各地建立了特大规模（10万t/a以上）的生产装置，这对规模较小、技术相对落后的中国原料企业的发展构成了一定威胁。国外WPU胶粘剂的发展速度明显快于其它胶粘剂产品，且品种多、产量大（如拜耳公司U53、U54等系列产品，大日本油墨公司的Hydran Hw及AP系列产品，日本公司的PU乳液CVC36及水性乙烯基PU胶粘剂CU系列产品等），这些胶粘剂一般都具有较好的初粘性、耐水性和耐温性等。近年来环境保护的压力迫使一些传统产品逐渐淡出市场，而水性高固含量和粉末产品等逐渐成为主流产品。WPU胶粘剂以其独特的优异性能，正面临前所未有的发展机遇，需求量正以16%~30％的速度增长，是其他胶粘剂产品增长速度的2倍以上，并且向着高性能、功能化和进一步扩大应用领域的方向发展。
中国于20世纪70年代初就开始了对WPU的研究。PU在中国最早用于制备电泳漆，随后人们研制出了织物整理用水溶性PU以及用作皮革涂饰剂的PU乳液。进入20世纪80年代后，中国对WP胶粘剂的研究速度加快，但与国外系列化、工业化的水平相比，仍处于起步阶段，存在原料和制备方法单一、品种少、理论研究不足和应用研究不够深入等问题。从产品结构来看，主要是乳液型，水溶性次之胶乳型则不常见；从原料来看，多元醇主要用聚醚型，聚酯型次之，聚碳酸酯等其他类型极少见，异氰酸酯的品种就更少[常用的只有TDI（甲苯二异氰酸酯），而HDI（六亚甲基二异氰酸酯）和MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）仅见报道]；从制备方法及种类来看，一般是自乳化羧酸型、阴离子体系，季铵盐自乳化体系较少，熔融分散、固体自发分散法等则尚未涉及；从理论与应用角度来看，着重应用开发，理论研究较少。国内WPU胶粘剂的研究侧重于改性研究，改性后的WPU胶粘剂在特定方面具备特定的性能在不同的应用环境中可发挥出不同的优势作用。
1.3 WPU胶粘剂的改性
1.3.1 改变多羟基化合物
Kim等合成了一种新的含有烃基侧链的聚酯型多元醇，即聚（2，4-二乙基-1，5-二环戊烷基己二酸）乙二醇（PDPAd或简称DAD），用以改善WPU的水解稳定性；并将DAD型PU、聚（四亚甲基己二酸乙二醇（PTAd或简称PAD）改性PU及两种PU的混合物进行对比试验（涉及颗粒尺寸、热力学、XR分析、机械性能、动态力学、分散膜的溶胀行为以及水解稳定性等）。结果表明：PAD型PU和DAD型PU的混合物由于结晶性和无定形区域的协同作用瞬间粘接性和水解稳定性显著增强，可考虑用此法来改善WPU耐水性差的缺点。
两种PU及其混合物的粘接性能如表1所示。由表1可知：DAD瞬间粘接性较强，但持久粘接性不如PAD。显然，大部分混合物除了PD91[m（PAD）∶m（DAD）=9∶1]，都同时具有较强的瞬间粘接力和持久粘接力。
