一种醋酸乙烯酯木材胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种醋酸乙烯酯木材胶粘剂及其制备方法，涉及高分子化学领域。本发明专利技术是以醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯为混合单体，以双丙酮丙烯酰胺、碳酸二酰肼为交联剂，以醋酸乙烯与乙烯的共聚物乳液为种子乳液，以聚乙烯缩二甲醛为保护胶体，以叔丁基过氧化氢和甲醛合次硫酸锌为引发剂，以碳酸氢钠为还原剂通过种子乳液聚合法制得。本发明专利技术的醋酸乙烯酯木材胶粘剂具有粘结强度高、耐水性好、玻璃化温度低、稳定性好的优点，可以用作胶粘剂广泛用于木材拼装、人造板加工领域，还可应用于防水、包装领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，涉及高分子化学领域。本专利技术是以醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯为混合单体，以双丙酮丙烯酰胺、碳酸二酰肼为交联剂，以醋酸乙烯与乙烯的共聚物乳液为种子乳液，以聚乙烯缩二甲醛为保护胶体，以叔丁基过氧化氢和甲醛合次硫酸锌为引发剂，以碳酸氢钠为还原剂通过种子乳液聚合法制得。本专利技术的醋酸乙烯酯木材胶粘剂具有粘结强度高、耐水性好、玻璃化温度低、稳定性好的优点，可以用作胶粘剂广泛用于木材拼装、人造板加工领域，还可应用于防水、包装领域。【专利说明】
本专利技术涉及高分子化学领域，尤其是。
技术介绍
随着经济的发展，合成胶粘剂越来越多地应用于各个领域，在目前使用的胶粘剂 中，许多为溶剂类的三醛胶---脲醛树脂（UF)，酚醛树脂（PF)和三聚氰胺甲醛树脂（VIF)， 这"三醛胶"除耐水性差、储存期短外，在生产和使用的过程中释放出大量的甲醛，对环境 污染造成很大的影响，人类长期接触还会造成患呼吸道疾病、恶性肿瘤、白血病等疾病的危 险。木材工业用胶量占胶粘剂生产量的60%以上。国内林产资源有限，只能采用小径级木 材或制造人造板来满足生产和生活需要，这样木工胶的用量更为增加。以此同时，随着环保 和节能等理念的提出，对木材工业用胶也提出了更高的要求，这就要求减少甲醛单体和用 量，使胶粘剂中游离醛含量达到最低标准。或寻求合适的原料和配方来取代"三醛"胶，彻 底解决游离醛释放带来的环境问题。 聚醋酸乙烯醋（简称PVAc，下同）是热塑性高分子，PVAc乳液成本低廉、无毒无 味、无环境污染、制备和使用方便，被认为是一种绿色环保胶粘剂和涂料，广泛用于木材加 工、织物粘接，家具组装、包装材料、建筑装潢等领域中材料的粘接和木材、石材等材料表面 的涂层。 PVAc乳液虽然具有价格低、生产方便、无毒等特点，但存在更多的缺点：耐水性耐 寒性和耐湿性都很差，机械稳定性也不好；湿热条件下，其胶膜粘接强度下降很快，甚至胶 层脱落而失去使用价值。 因此，通过对醋酸乙烯进行改性提高其耐水性、耐寒性和粘结强度等性能，从而取 代"三醛"胶，解决游离醛释放带来的环境，是当前一个值得研究的方向。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种耐水性好、耐寒性好、粘 结性能优异的醋酸乙烯酯木材用胶粘剂及其制备方法。 本专利技术的醋酸乙烯酯木材胶粘剂，其组分及重量份数为： 单体：醋酸乙烯80?180份，叔碳酸乙烯酯12?25份； 种子乳液：8?24份； 复合乳化剂：3-7份； 保护胶体：聚乙烯醇缩乙二醛3?8份； 引发剂：叔丁基过氧化氢0. 4?0. 8份，甲醛合次硫酸锌0. 2?0. 4份； 交联剂：双丙酮丙烯酰胺8-16份；碳酸二酰肼1-3份； 碳酸氢钠0? 3-0. 6份； 水：100 ?150 份。 其中，所述种子乳液是醋酸乙烯（VAc)与乙烯的共聚物VAE。种子乳液聚合法合成 的乳胶粒颗粒具有黑色的外层，即是聚醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯/双丙酮丙烯酰胺三元 共聚物，通过这种聚合法获得的乳胶粒粒径更大，粒径分布更窄，这使乳液分散更加均匀， 能提高乳液的稳定性。而且由于种子乳液的分子链中嵌入了疏水性的乙烯基团，使得羧基 之间的距离增大，羧基的规则排列被打破，降低了亲水基团的吸水作用，能使聚合物的耐水 性提1?。 另外，种子乳液VAE分子中由于软单体乙烯的引入，使聚合物的内聚强度增加，分 子链更柔软，对Tg的降低也有贡献，相比均聚物分子链其低温活性增加，聚合物的粘连性 大，从而能提高胶粘剂的初黏性、成膜性和抗冻融稳定性。 本专利技术还采用用叔碳酸乙烯酯（VeoVa-IO)和双丙酮丙烯酰胺（DAAM)作为共聚单 体对PVAc进行改性，合成三元共聚线性化合物。VeoVa-IO给PVAc大分子链上引入庞大的 疏水性侧基，侧基的空间位阻发挥了保护相邻PVAc上的酯基，和屏蔽水分子的双重作用， 因而乳液固化后形成固化性树脂，其耐水性得到了较大提高。 优选地，所述复合乳化剂为阴非离子复配的乳化剂，非离子乳化剂优选为辛基酚 聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚，阴离子乳化剂优选为十二烷基苯磺酸钠；且阴离子乳化 剂与非离子乳化剂的比例为1:3。采用这种配比的复合乳化剂的HLB值接近聚醋酸乙烯酯 的HLB值，约为14. 5?17. 5,乳化效果佳，聚合过程能获得良好的稳定性。 优选地，所述护胶体是聚乙烯醇缩二甲醛，且优选其缩醛度为12-18%。保护胶体 的加入可以提高乳液的稳定性，但聚乙烯醇（PVA)分子中含有大量的羟基，亲水性强，因而 耐水性差。为提高其耐水性，本专利技术使用乙二醛对PVA进行改性。相比使用甲醛改性，乙二 醛分子上由于含有两个羰基，反应活性更高，且其挥发物对大气无污染，复合环保的要求。 改性后，一方面破坏了 PVA分子的对称性，阻碍了 PVA分子收敛，减少了羟基的数量，使羟基 间以及羟基与水分子之间的相互作用减弱。另一方面，原来的线性结构被形成的六元环结 构替代，增加了空间位阻，从而能提高耐水性。 本专利技术还提供该醋酸乙烯酯木材胶粘剂的制备方法，包括以下步骤： (1)配制乳化剂溶液：在乳化剂槽内加入30?40份去离子水、3?7份所述的复 合乳化剂，启动搅拌器，升温至60°C搅拌30min，充分混合溶解； (2)配制引发剂溶液：引发剂槽a加入10?15份去离子水、0. 4?0. 8份叔丁基 过氧化氢，搅拌溶解，引发剂槽b加入10?15份去离子水、0. 2?0. 4份甲醛合次硫酸锌， 搅拌溶解； (3)将80?180份醋酸乙烯和12?25份叔碳酸乙烯酯份混合均匀得混合单体； (4)在反应釜中加入40?70份去离子水，启动搅拌器，加入8?24份种子乳液、 3-8份保护胶体，0. 3?0. 6份碳酸氢钠、8?16份双丙酮丙烯酰胺，将乳化剂槽中的液体全 部泵入到反应釜内，在60-70°C温度下搅拌30min至均匀； (5)将引发剂槽a中的液体一次性泵入反应釜内，搅拌均勻，将混合单体和引发剂 槽b内90%的引发剂溶液滴加到反应釜内，在温度75?80°C条件下连续滴加4-5h，滴完 后升温至85-90°C，再加入剩余的引发剂溶液，保温0. 5-lh后降温至40-50°C，用氨水调pH 值至6-7,加入用10份去离子水溶解均匀的1-3份己二酸二酰肼，搅拌均匀后降温至室温出 料，用滤布过滤掉残渣。 综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是： 1、与常规醋酸乙烯酯乳液相比，本专利技术产品由于引用了种子乳液聚合方法，使用 了保护胶体，并采用叔碳酸乙烯酯、双丙酮丙烯酰胺以及碳酸二酰肼对醋酸乙烯酯聚合物 进行改性，大大提高了产品的耐水性，粘结强度、成膜韧性以及产品的稳定性。 2、与溶剂类的"三醛胶"相比，本专利技术的胶粘剂不含甲醛，生产和使用均不会对人 体产生危害，具有更好的环保性能。 3、本专利技术采用有机过氧化物作为氧化剂，滴加方式采用氧化还原双滴加，使其能 均匀加入到体系中，反应平稳；乳化剂采用阴非离子配合的形式，并选用合适的配比，提高 了聚合过程中的乳液稳定性。 4、本专利技术所得产品玻璃化温度低，约为7. 2°C，因而具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种醋酸乙烯酯木材胶粘剂，其特征在于由以下组分按重量份数制成：醋酸乙烯80～180份叔碳酸乙烯酯12～25份双丙酮丙烯酰胺8～16份种子乳液8～24份复合乳化剂3～7份保护胶体3～8份叔丁基过氧化氢0.4～0.8份甲醛合次硫酸锌0.2～0.4份碳酸氢钠0.3～0.6份碳酸二酰肼1～3份水100～150份所述种子乳液是醋酸乙烯与乙烯的共聚物乳液，所述保护胶体是聚乙烯缩二甲醛。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐雅玲，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45