改性聚乙烯醇粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种主要用于瓦楞纸贴面的改性高分子聚乙烯醇粘合剂及其制备方法。它是对在酸性条件下进行缩醛反应的ＰＶＡ进行改性，采用的Ｍ↓［２］改性剂为无机质碱金属硅酸盐类，然后弃去水分及盐分杂质，最后经中和处理得改性的ＰＶＡ粘合剂，这种制备方法简便。制得的粘合剂耐水性显著提高，粘合强度及贮存稳定性良好，且成本低，具有广泛的使用前景。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐水性粘合剂，尤其是一种主要用于瓦楞纸贴面的经过改性的PVA(聚乙烯醇)粘合剂及其制备方法。目前，国内瓦楞纸使用的粘合剂普遍以乳白胶为主，可是乳白胶的主要原料醋酸乙烯单体价高，成本始终居高难下。有的厂家为此自行安装生产线制备PVA水溶液混合拼用以降低用胶成本，可其中的PVA的水溶性特性使其耐水性难以提高，尤其是这种混合拼用粘合剂有冬季胶冻、夏季粘结强度不够及防潮性能下降的弊病而使其新用途的开发受到限制。然而，众所周知，PVA类粘合剂是一种经济价廉用途广泛的粘合剂，因此，随着纸品包装行业迅猛发展，对这种粘合剂的改性研制以适应新趋势也就迫在眉睫。多年来，国外对提高PVA水溶液粘合强度和耐水性的研究是引人注目的。如1980年6月12日日本公开特许公报昭55-78046号公开的“涂膜组成物”就详细报导了提高PVA水溶液耐水性的方案，它是预先用离子交换树脂处理碱金属硅酸盐，将得到的低浓度硅酸拼入到PVA中改性，以达到提高PVA耐水性和粘结强度的方法。这无疑增加了设备和工艺的复杂性，及提高了产品成本，并且通过离子交换树脂得到的硅酸活性高而贮存稳定性差，仅此一点，对工艺要求就较为苛刻。本专利技术的目的在于提供一种耐水性提高，粘合强度及贮存稳定性良好的改性PVA粘合剂及简便的制备方法。本专利技术是这样实现的一种改性PVA粘合剂，它含有改性PVA8-13％，硅酸3-6％，游离醛≤0.4％，余量为水。一种改性PVA粘合剂，除含上述成份外，还可含有适量的消泡剂，如磷酸三丁醋；适量的防腐剂，如多苗灵、百菌清、苯甲酸、苯甲酸钠以及为增加填充效果加入的3-10％无机质填料，如轻质碳酸钙、双飞粉、滑石粉、膨润土、硅灰石粉、白土等。这种改性PVA粘合剂的制备方法，其特征在于对在酸性条件下进行缩醛反应的PVA进行改性，采用的M2改性剂为无机质碱金属硅酸盐类，然后弃去水份、盐份及杂质，最后经中和处理得改性PVA粘合剂。前述的PVA进行的缩醛反应是指在S.P酸两种或两种以上的酸催化下，在加热条件下与R醛进行的缩合反应，其中S.P酸采用盐酸、硝酸、硫酸、蚁酸、磷酸等无机含氧酸或无氧酸均可；R醛为工业甲醛、乙二醛、乙醛、丙醛、丁醛等一种或两种以上的混合醛均可。前述的无机质碱金属硅酸盐类M2改性剂选用Na、K、Li碱金属硅酸盐均可，其反应控制条件M2改性剂宜用水兑稀至浓度为10-18％，在80-95℃下搅拌5-20分钟反应制得。前述的中和处理是指用氨水或片碱或液碱调整PH值为6.5-8。对于中和处理后改性PVA粘合剂，还可根据需要加入前述的适量的消泡剂、防腐剂及3-10％无机质填料。该粘合剂的第一步工艺原理是通过PVA的特定缩醛化反应进行的，它能使R醛与PVA分子内部和分子间实现缩合化。这个反应破坏了PVA的分子结构而带上不均称结构的基团，使PVA分子中乙酰基的含量减少而降低了PVA的结晶性，使防冻性、耐水性和初粘力得到提高，从而更进一步适合施工要求。该粘合剂的制备方法中的M2改性剂是通过特定手段添加的将稀释至低浓度的M2改性剂瞬间加入到高浓度的酸性PVA水溶液中，使强碱的M2瞬间转移到酸性侧，得到稳定的硅酸溶液，达到在PVA改性脱水的同时去掉盐份、残剩的游离醛及一部分对水敏感的碱金属杂质，使大部分硅酸和部份碱金属离子存留于分子已异构化的PVA水溶液中。由于采用的S.P酸的氢离子离解度比硅酸大，所以能使存留在PVA溶液中的低分子活性硅酸性能稳定。在常温施工干燥时，PVA的羟基与具有活性低分子状硅酸的羟基能产生均衡的交联脱水，存留下来的部份碱金属硅酸盐经酸改性后已转化为水不溶性的酸性水玻璃，所以该粘合剂固化物的耐水性得到了显著提高，其粘合强度及贮存稳定性良好。该粘合剂不仅用于瓦楞纸贴面，也用于牛皮卡纸异形材料等的粘合。该粘合剂的制备方法与日本公开特许公报1980年6月12日昭55-78046号公开的二步法工艺进行比较，本专利技术改进为一步法，不需硅酸单独贮存而解决了硅酸单体贮存不稳定的弊病；同时将工艺简化至不需密闭夹套反应釜及蒸汽压力锅炉，仅用普通生活开水锅炉和单层敞口反应罐直接加热即可，又降低了生产成本。下面结合实施例对本专利技术作进一步详述产品实施例1一种改性PVA粘合剂10000g中，它含有改性PVA 900克，硅酸500克，水8600克，游离醛0.2％。产品实施例2；一种改性PVA粘合剂10000g中，它含有改性PVA 850克，硅酸450克，磷酸三丁酯1克，苯甲酸钠48.5克，水8650克，游离醛0.2％。产品实施例3一种改性PVA粘合剂10000g中，它含有改性PVA 850克，硅酸450克，滑石粉300克，多苗灵0.5克，水8400克，游离醛0.2％。产品实施例4一种改性PVA粘合剂10000g中，它含有改性PVA 1000克，硅酸500克，磷酸三丁酯0.5克，轻质碳酸钙250克，水8250克，游离醛2.5％。产品实例5一种改性PVA粘合剂10000g中，它含有改性PVA 1200克，硅酸350克，苯甲酸20克，水8450克，游离醛3％。当然，这些产品中根据用户需要添加的无机质填料还可是双飞粉、膨润土、硅灰石粉、白土等。方法实施例首先按下列配方比例称取原材料自来水(1)70-80％ PVA 7-12％，R醛2-4％，P酸0.2-0.4％，S酸 0.1-0.3％，M2改性剂1.5-4％，消泡剂0.01％，防腐剂0.01％，氨水0.2％，自来水(2)适量。其中①PVA的型号为1799，1788等国内产品即可；②R醛为工业甲醛、乙二醛、乙醛、丙醛、丁醛等一种或两种混合醛均可；③S.P酸可采用盐酸、硝酸、硫酸、蚁酸、磷酸等无机含氧酸成无氧酸均可；④M2改性剂为碱金属硅酸盐，可以广泛选用Na，K，Li碱金属硅酸盐；⑤消泡剂为磷酸三丁酯，根据起泡情况使用，亦可不用；⑥中和处理使用的氨水还可换成片碱或液碱；⑦防腐剂多苗灵、百菌清、苯甲酸、苯甲酸钠等；⑧自来水(2)用于调整产品粘度。自来水(1)在脱水时要弃掉30-50％，补入自来水(2)，在于调整至所需固体含量和粘度。下面结合实例对方法作进一步阐述1.将800Kg的自来水(1)加入敞口反应釜中，直接通入蒸汽加热。当温度升至70-80℃时开动搅拌机加入80-100Kg的PVA-1799，继续升温至85-95℃，保温60-120分钟，使PVA充分溶化。2.待PVA完全溶化后，加入2-4Kg硫酸、1-3Kg磷酸和20-30Kg工业甲醛，控制PH值处于1-2范围，使其在80-95℃保持40-100分钟完成缩合反应。3.缩合反应完成后，将15-40Kg硅酸钠，须预先用水兑稀为浓度10-18％后加入，在80-95℃下，搅拌5-20分钟，待其脱水后，停机，停汽放弃分离出的水份盐份及杂质。4.开动搅拌机加入适量自来水(2)以调整到用户所需的固份含量和粘度后，最后加入3-10Kg氨水和10-50g的消泡剂、防腐剂，调整PH＝6.5-8，停机过滤包装入库。为了增加填充效果，还可添加无机质填料。在添加无机质填料时，宜将所加填料预先用水分散润湿，以提高填料在PVA中的分散效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性ＰＶＡ粘合剂，其特征在于：它含有改性ＰＶＡ８－１３％，硅酸３－６％，游离醛≤０．４％，余量为水。

【技术特征摘要】
1.一种改性PVA粘合剂，其特征在于它含有改性PVA8-13％，硅酸3-6％，游离醛≤0.4％，余量为水。2.如权利要求1所述的改性PVA粘合剂，其特征在于它还可含有适量的消泡剂，如磷酸三丁酯；适量的防腐剂，如多苗灵、百菌清、苯甲酸、苯甲酸钠；3-10％无机质填料，如轻质碳酸钙、双飞粉、滑石粉、膨润土、硅灰石粉、白土等。3.如权利要求1所述的改性PVA粘合剂的制备方法，其特征在于对在酸性条件下进行缩醛反应的PVA进行改性，采用的M2改性剂为无机质碱金属硅酸盐类，然后弃去水份、盐份及杂质，最后经中和处理得改性PVA粘合剂。4.如权利要求3所述的改性PVA粘合剂的制备方法，其特征在于所述的PVA进行的缩醛反应是指在S.P酸两种或两种以上的酸催...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文彬，彭时熙，
申请(专利权)人：刘文彬，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]