新型耐水性聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备

1、研究报告及专论粘 接 2001,22(4)新型耐水性聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备刘德峥(平原大学化学工程系,河南省新乡市453003)摘要 通过对乳化稳定剂聚乙烯醇缩醛化,以及用醋酸乙烯酯与甲基丙烯酸甲酯乳液共聚和加入松香改性关键词 聚醋酸乙烯酯乳液 乳液共聚 耐水性 胶粘剂PreparationofwaterresistantpolyvinylacetateemulsionadhesiveLiuDezheng(DepartmentofChemicalEngineering,PingyuanUniversity,HenanXinxiang453003)Keywords Polyvinylace

2、tateemulsion Emulsioncopolymerization Waterresistance Adhesive聚醋酸乙烯酯乳液,因其具有组分单一,无毒无害且不易爆易燃,生产简单,价格低廉,性能良好,应用方便等优点,广泛用于木材加工、建筑装潢、织物粘合、包装材料、家具组装、印刷装订等领域中多孔材料的粘接,成为合成树脂乳液中用量较大的乳液。14但由于其耐水性较差,限制了它的使用范围。本文从影响聚醋酸乙烯酯乳液耐水性的诸因素着手,通过采用乳化稳定剂聚乙烯醇缩醛化,醋酸乙烯酯与甲基丙烯酸甲酯乳液共聚,以及在聚合单体中加入疏水性松香改性树脂相结合的方法,研制出了一种耐水性聚醋酸乙烯酯乳液胶

3、粘剂。1 实验部分111 主要原料及仪器醋酸乙烯酯(VAc)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚乙烯醇(PVA)、浅色抗氧松香改性树脂、壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、十二烷基磺酸钠(SLS)、甲醛,均为工业品;过硫酸铵(APS),化学纯。NDJ-79型旋转粘度计;WE-300型液压万能材料试验机。112 乳化稳定剂(PVA)的缩醛化在装有搅拌器、加料器、回流冷凝器和温度计的四颈烧瓶中,加入去离子水350g,PVA45g,搅拌升温至95e使其完全溶解,降温至80e,加入适量盐酸调节pH值为12,开始滴加甲醛,20min将18g加完,保温反应45min;再加入适量的尿素进行缩醛反应,以防止没反应掉的甲

4、醛干扰乳液聚合反应;然后用碳酸氢钠溶液调节pH值为7,待用。113 乳液聚合将上述缩醛化的PVA溶液冷却至60e,加入适量由SLS和OP-10组成的复合乳化剂,溶解后升温至70e,开始滴加已加入浅色抗氧松香改性树脂的VAc和MMA混合单体,以及引发剂APS水溶液,于75e恒温滴加3h,滴加完后于80e保温0.5h,升温至90e再反应1h。然后降温至60e,加入碳酸氢钠调pH值为67,搅拌0.5h后降温至收稿日期:2000-12-18作者简介:刘德峥 男,1952年生。现为河南平原大学化工系副教授,主要从事精细化工研究,发表论文20多篇,论著2部。新型耐水性聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备 ZHAN

5、JIE 2001,22(4)50e,得改性PVAc乳液胶粘剂。114 乳液性能测试将制成的PVAc乳液粘接木材试片,自然干燥24h,测定其耐水性,剪切强度参照文献5测定。2 结果与讨论211 PVA缩醛化对乳液耐水性的影响表1 PVA缩醛化对PVAc乳液耐水性的影响测试指标常态剪切强度/MPa湿态剪切强度/MPa果不明显,因此,选择MMA质量分数为5%。表3 MMA用量对PVAc乳液性能的影响MMA质量分数/%常态剪切强度/MPa试样于80e水中浸泡不开胶时间/h06.559.81014.61516.82018.1214 改性PVAc乳液的性能表4 改性PVAc乳液与普通PVAc性能比较测定项

6、目 固含量/%由表1可见,乳化稳定剂PVA缩醛化后PVAc乳液的耐水性得到了明显的改善。这是因为PVA与甲醛进行了缩醛化反应,在相邻分子的羟基间形成六元环缩醛,减少了PVA分子上的羟基数,使乳化稳定剂自身的耐水性增强,从而提高了PVAc乳液成膜后的耐水性。212 松香改性树脂对PVAc乳液性能的影响浅色抗氧松香改性树脂用量对PVAc乳液性能的影响结果列于表2。表2的数据说明,增大松香改性树脂的质量分数,有利于提高乳液的粘接强度和耐水性。因为将疏水性松香改性树脂溶解于VAc单体中进行乳液聚合,能使疏水树脂与PVAc乳液混合均匀,减少亲水性乳化剂的用量,增强乳液稳定性,显著地提高乳液的耐水性和剪切

7、强度。当松香树脂质量分数增至10%后,常态剪切强度随松香树脂的用量增加而逐渐降低,说明此时松香树脂同乳液聚合物的相容性是有限的。松香改性树脂质量分数以10%为宜。表2 松香改性树脂用量对PVAc乳液性能的影响松香改性树脂质量分数/%常态剪切强度/MPa湿态剪切强度/MPa5101520粘度/Pa#spH值贮存稳定性/d粘接木材常态剪切强度/MPa粘接木材湿态剪切强度/MPa由表4可见,经过改性后,PVAc乳液贮存稳定性提高,粘接强度和耐水性能得到较大改善。3 结论(1)对于乳液聚合PVAc的反应过程,采用乳化稳定剂PVA的缩醛化,VAc与MMA乳液共聚以及在单体中加入疏水性松香改性树脂相结合的

8、方法,可显著提高PVAc的耐水性和粘度强度。(3)新型耐水性PVAc乳液成本略高于普通PVAc乳液,但其性能优良且用量较少,总体成本可基本持平,具有市场开发潜力。参考文献1 刘德峥1三聚氰胺甲醛树脂改性P(VAc-MMA-AA)乳液1石油化工,1999,28(9):6002 曹同玉,刘庆普,胡金生.聚合物乳液合成原理、性能及应用1北京:化学工业出版社,199915203 秦益琴,张宝华,徐红1改性聚醋酸乙烯酯乳液的研制1中国胶粘剂,1998,7(2):134 张贤洪1新型强力白乳胶1中国胶粘剂,2000,9(5):195 王孟钟,黄应昌1粘合剂应用手册1北京:化学工业出版社,1987.8824.104.404.60213 MMA用量对PVAc乳液性能的影响MMA用量对PVAc乳液性能的影响结果列于表3。表3的数据说明,增大MMA的质