一种改性聚醋酸乙烯酯乳液及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种改性聚醋酸乙烯酯乳液，该改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备组分包括醋酸乙烯酯单体、分散介质、保护胶体、乳化剂、引发剂、pH值调节剂和内增塑剂，其中内增塑剂为不饱和聚酯，乳化剂为非离子型乳化剂和阴离子乳化剂的混合物。使用本发明专利技术提供的改性聚醋酸乙烯酯乳液，能够有效解决增塑剂迁移等相关技术问题，有效提高玻璃纤维毡的力学性能以及与树脂的浸透速度，并且在具备优异性能的同时，降低了生产成本。本发明专利技术还提供改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备方法及其用途。

Modified polyvinyl acetate emulsion, preparation method and application thereof

The modified polyvinyl acetate emulsion comprises a vinyl acetate monomer, a dispersing medium, a protective colloid, an emulsifier, an initiator, a pH regulator and an internal plasticizer, wherein the inner plasticizer is unsaturated polyester, and the emulsifier is a non-ionic emulsifier and a negative agent. Mixtures of ionic emulsifiers. The modified polyvinyl acetate emulsion provided by the invention can effectively solve the related technical problems such as plasticizer migration, effectively improve the mechanical properties of glass fiber felt and the penetration speed of the resin, and reduce the production cost while having excellent performance. The invention also provides a preparation method and application of modified polyvinyl acetate emulsion.

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚醋酸乙烯酯乳液及其制备方法和用途
本专利技术涉及粘结剂领域，尤其涉及一种改性聚醋酸乙烯酯乳液以及制备方法和用途。
技术介绍
玻璃纤维短切毡是玻璃钢复合材料的一种重要增强材料，它是将短切原丝定长切割，随机不定向铺成厚度均匀的原丝毡面，喷洒上粘结剂经烘干、冷却而成。乳剂毡是指用乳液粘结剂粘制而成的短切原丝毡，具有下述优点：不掉纱，极适用于机械成型工艺；良好的模具贴附性，易于脱泡，张力大而无方向性，有利于后道工序的加工。因此，乳剂毡广泛用于国防、交通、运输、化工、建材等方面。目前，现有的玻璃纤维粘结剂仍不能满足高端客户的要求：在苯乙烯中溶解速度小于30S；毡在树脂中的浸透终态只能有极少量的白丝或亮丝，甚至没有；树脂在玻璃毡立面上不能有太多的流挂；毡表面不能掉纱；毡在树脂中不能开层；毡表面要柔软等等。乳剂毡通常使用的粘结剂为聚醋酸乙烯酯类乳液粘结剂，虽然聚醋酸乙烯酯均聚物乳液在20世纪40年代就开始使用，但未改性的聚醋酸乙烯酯存在脆、硬等问题。常用的改性方法为加入增塑剂，使其获得良好的粘结性，但当增塑剂迁移至界面时，其粘接接头就会变脆，同时，增塑剂迁移至界面而发生污染，易导致产品变脆、性能变差。中国专利文献CN104558320A公开了一种聚醋酸乙烯酯乳液的制备方法，通过添加饱和的聚酯作为增塑剂与聚醋酸乙烯酯乳液共混进行增塑。此方法增塑剂容易迁移至界面，导致增塑作用失效，性能下降。为了克服增塑剂迁移及有关缺点，单体共聚是最常用的方法，即加入具有特定功能的共聚单体与醋酸乙烯酯单体共聚得到共聚乳液，共聚单体对聚醋酸乙烯酯起增塑作用，被称为“内增塑”。现有的制备内增塑聚醋酸乙烯酯乳液的方法中，常采用的共聚单体有丙烯酸酯、乙烯类等，但该制备方法一般气味较大，且价格较贵。因此，为了解决增塑剂迁移，实现内部可塑化，同时使短切毡具有更快的浸透速度等技术问题，研制一种浸透速度快，综合性能佳，且成本较低的改性聚醋酸乙烯酯乳液具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上面描述的问题。本专利技术的目的是提供一种改性聚醋酸乙烯酯乳液及其制备方法，该改性聚醋酸乙烯酯乳液通过加入较为便宜的不饱和聚酯作为内增塑剂与聚醋酸乙烯酯的不饱和双键共聚合成具有内增塑效果的聚醋酸乙烯酯乳液，不仅解决了增塑迁移有关缺点，而且降低了生产成本、提高浸透速度，提高力学性能。本专利技术提供一种改性聚醋酸乙烯酯乳液，所述改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备组分包括下述组分，其中，所述内增塑剂为不饱和聚酯，所述乳化剂为非离子型乳化剂和阴离子乳化剂的混合物，各组分的含量以质量百分比表示如下：其中，所述内增塑剂是由顺酐、己二酸和戊二醇、二甘醇进行酯化反应制得，其中，总醇与总酸的摩尔比比值为1.1～1.2:1，己二酸与顺酐的摩尔比比值为1～3:1，戊二醇与二甘醇的质量比比值为1～3:1，制得的不饱和聚酯分子量控制为1000～1500。其中，所述非离子型乳化剂和阴离子乳化剂的质量比为0.5～1.5:1。其中，所述内增塑剂是由顺酐、己二酸和戊二醇、二甘醇进行酯化反应制得，氮气环境下温度控制为190～200℃，反应时间控制为10～15小时，制得的不饱和聚酯酸值控制为低于5mgKOH/g。其中，所述非离子型乳化剂为乙二醇脂肪酸酯乳化剂，所述阴离子乳化剂为牌号为SM-618的乳化剂。其中，所述保护胶体为牌号为BP-20、BP-17和BF-17的聚乙烯醇中的一种或多种。其中，所述分散介质为水；所述引发剂为(NH4)2S2O8；所述pH值调节剂为NaHCO3。其中，所述改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备组分包括下述组分，各组分的含量以质量百分比表示如下：并且，所述保护胶体为聚乙烯醇；所述非离子型乳化剂为乙二醇脂肪酸酯乳化剂；所述阴离子乳化剂为牌号为SM-618的乳化剂。本专利技术还提供一种改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：1S在反应容器中加入保护胶体和分散介质，升温至80～90℃，保护胶体完全溶解后，降温至50～60℃；2S在反应容器中加入乳化剂和pH值调节剂，使之完全溶解后，加入部分醋酸乙烯酯单体，升温至65～75℃，其中加入的醋酸乙烯酯单体的质量为单体总量的10％～20％；3S将引发剂溶于质量为引发剂质量25～50倍的水中制得引发剂溶液，第一次移取质量为总量15～25％的引发剂溶液至反应容器中，然后每间隔10～20分钟加入质量为总量3％～5％的引发剂溶液，同时将步骤2S中剩余的醋酸乙烯酯单体以预定速度持续加入，引发剂溶液及醋酸乙烯酯单体的加入时间控制为3～5小时；4S在反应容器中加入内增塑剂，将步骤3S中剩余的引发剂溶液全部加入反应容器，升温至78～84℃并保温1～3小时，然后降温至40～55℃出料，制得改性聚醋酸乙烯酯乳液，其中，所述内增塑剂是由顺酐、己二酸和戊二醇、二甘醇进行酯化反应制得，并且，总醇与总酸的摩尔比比值为1.1～1.2:1，己二酸与顺酐的摩尔比比值为1～3:1，戊二醇与二甘醇的质量比比值为1～3:1，制得的内增塑剂分子量控制为1000～1500，酸值控制为低于5mgKOH/g。本专利技术还提供上述改性聚醋酸乙烯酯乳液在增强玻璃纤维短切毡的生产上的用途。根据本专利技术提供的改性聚醋酸乙烯酯乳液，主要的创新点是通过引入合适的不饱和聚酯作为内增塑剂，并研究其他各组分的含量配比，以制备得到高性能的粘结剂，采用该粘结剂制备的玻璃纤维毡不仅提高了浸透速度，而且具有更优的机械性能。具体地，上述改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备组分包括醋酸乙烯酯单体、分散介质、保护胶体、乳化剂、引发剂、pH值调节剂和内增塑剂，其中，所述内增塑剂为不饱和聚酯，所述乳化剂为非离子型乳化剂和阴离子乳化剂的混合物。该改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备组分中，各组分的作用及含量说明如下：内增塑剂是制备改性聚醋酸乙烯酯乳液的重要组分，也是本专利技术的重点。内增塑剂通过与聚合物分子发生化学反应，以增加产品的拉伸率与柔软度，该增塑方式与外增塑剂的简单共混不同，能够有效地解决外增塑剂容易迁移至界面，导致产品变脆、性能变差等问题。常规的内增塑剂为丙烯酸酯或乙烯类单体等，但价格较贵并且有异味。专利技术人通过研究发现，可以通过引入不饱和聚酯与聚醋酸乙烯酯进行共聚，实现内部的可塑化和对外的亲和性。其中，内增塑剂的质量百分比为7.0～14.5％，优选为7.5～13％，更优选为7.5～12％。进一步地，作为内增塑剂的不饱和聚酯是由顺酐、己二酸、戊二醇、二甘醇四种物质进行酯化反应制得的，并且总醇与总酸的摩尔比比值为1.1～1.2:1，总醇的摩尔质量稍高于总酸的摩尔质量，是便于控制酯化反应产物不饱和聚酯的分子量较小，同时更好地控制反应速度与体系黏度。并且控制己二酸与顺酐的摩尔比比值为1～3:1时，制得的不饱和聚酯性质更软。控制戊二醇与二甘醇的质量比比值为1～3:1时，制得的不饱和聚酯耐水性及颜色更佳。该酯化反应的具体操作为氮气氛围下，并且控制反应温度为190～200℃，搅拌反应10～15小时。优选地，制备得到的不饱和聚酯分子量控制为1000～1500，因为较低分子量的不饱和聚酯具有较低的黏度，更有利于控制该组分滴加量及速度，另一方面，还可有效避免与聚醋酸乙烯酯共聚后生成较大分子量的聚合物，导致乳化困难，防止渣状物的产生。优选地，制备得到的不饱和聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚醋酸乙烯酯乳液，其特征在于，所述改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备组分包括下述组分，其中，所述内增塑剂为不饱和聚酯，所述乳化剂为非离子型乳化剂和阴离子乳化剂的混合物，各组分的含量以质量百分比表示如下：

【技术特征摘要】
1.一种改性聚醋酸乙烯酯乳液，其特征在于，所述改性聚醋酸乙烯酯乳液的制备组分包括下述组分，其中，所述内增塑剂为不饱和聚酯，所述乳化剂为非离子型乳化剂和阴离子乳化剂的混合物，各组分的含量以质量百分比表示如下：2.如权利要求1所述的改性聚醋酸乙烯酯乳液，其特征在于，所述内增塑剂是由顺酐、己二酸和戊二醇、二甘醇进行酯化反应制得，其中，总醇与总酸的摩尔比比值为1.1～1.2:1，己二酸与顺酐的摩尔比比值为1～3:1，戊二醇与二甘醇的质量比比值为1～3:1，制得的不饱和聚酯分子量控制为1000～1500。3.如权利要求1或2所述的改性聚醋酸乙烯酯乳液，其特征在于，所述非离子型乳化剂和阴离子乳化剂的质量比为0.5～1.5:1。4.如权利要求3所述的改性聚醋酸乙烯酯乳液，其特征在于，所述内增塑剂是由顺酐、己二酸和戊二醇、二甘醇进行酯化反应制得，氮气环境下温度控制为190～200℃，反应时间控制为10～15小时，制得的不饱和聚酯酸值控制为低于5mgKOH/g。5.如权利要求1所述的改性聚醋酸乙烯酯乳液，其特征在于，所述非离子型乳化剂为乙二醇脂肪酸酯乳化剂，所述阴离子乳化剂为牌号为SM-618的乳化剂。6.如权利要求1所述的改性聚醋酸乙烯酯乳液，其特征在于，所述保护胶体为牌号为BP-20、BP-17和BF-17的聚乙烯醇中的一种或多种。7.如权利要求1所述的改性聚醋酸乙烯酯乳液，其特征在于，所述分散介质为水；所述引发剂为(NH4)2S2O8；所述pH值调节剂为NaHCO3。8.如权利要求1或4所述的改性聚醋酸乙烯酯乳液，其特征在于，各组分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪如发，嵇杰，李翠红，李春锋，
申请(专利权)人：巨石集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33