[發(fā)明專利]一種醋酸乙烯酯木材膠粘劑及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410507591.1
• 申請(qǐng)日: 2014-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104293245A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐雅玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): C09J131/04
• 分類號(hào): C09J131/04;C09J11/06;C08F218/08;C08F218/00;C08F220/58;C08F210/02;C08F2/30;C08F2/26;C08F4/40
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子化學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種醋酸乙烯酯木材膠粘劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，合成膠粘劑越來(lái)越多地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在目前使用的膠粘劑中，許多為溶劑類的三醛膠---脲醛樹(shù)脂(UF),酚醛樹(shù)脂(PF)和三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(VIF)，這“三醛膠”除耐水性差、儲(chǔ)存期短外，在生產(chǎn)和使用的過(guò)程中釋放出大量的甲醛，對(duì)環(huán)境污染造成很大的影響，人類長(zhǎng)期接觸還會(huì)造成患呼吸道疾病、惡性腫瘤、白血病等疾病的危險(xiǎn)。木材工業(yè)用膠量占膠粘劑生產(chǎn)量的60％以上。國(guó)內(nèi)林產(chǎn)資源有限，只能采用小徑級(jí)木材或制造人造板來(lái)滿足生產(chǎn)和生活需要，這樣木工膠的用量更為增加。以此同時(shí)，隨著環(huán)保和節(jié)能等理念的提出，對(duì)木材工業(yè)用膠也提出了更高的要求，這就要求減少甲醛單體和用量，使膠粘劑中游離醛含量達(dá)到最低標(biāo)準(zhǔn)。或?qū)で蠛线m的原料和配方來(lái)取代“三醛”膠，徹底解決游離醛釋放帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。

聚醋酸乙烯醋(簡(jiǎn)稱PVAc，下同)是熱塑性高分子，PVAc乳液成本低廉、無(wú)毒無(wú)味、無(wú)環(huán)境污染、制備和使用方便，被認(rèn)為是一種綠色環(huán)保膠粘劑和涂料，廣泛用于木材加工、織物粘接，家具組裝、包裝材料、建筑裝潢等領(lǐng)域中材料的粘接和木材、石材等材料表面的涂層。

PVAc乳液雖然具有價(jià)格低、生產(chǎn)方便、無(wú)毒等特點(diǎn)，但存在更多的缺點(diǎn):耐水性耐寒性和耐濕性都很差，機(jī)械穩(wěn)定性也不好；濕熱條件下，其膠膜粘接強(qiáng)度下降很快，甚至膠層脫落而失去使用價(jià)值。

因此，通過(guò)對(duì)醋酸乙烯進(jìn)行改性提高其耐水性、耐寒性和粘結(jié)強(qiáng)度等性能，從而取代“三醛”膠，解決游離醛釋放帶來(lái)的環(huán)境，是當(dāng)前一個(gè)值得研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種耐水性好、耐寒性好、粘結(jié)性能優(yōu)異的醋酸乙烯酯木材用膠粘劑及其制備方法。

本發(fā)明的醋酸乙烯酯木材膠粘劑，其組分及重量份數(shù)為：

單體：醋酸乙烯80～180份，叔碳酸乙烯酯12～25份；

種子乳液：8～24份；

復(fù)合乳化劑：3-7份；

保護(hù)膠體：聚乙烯醇縮乙二醛3～8份；

引發(fā)劑：叔丁基過(guò)氧化氫0.4～0.8份，甲醛合次硫酸鋅0.2～0.4份；

交聯(lián)劑：雙丙酮丙烯酰胺8-16份；碳酸二酰肼1-3份；

碳酸氫鈉0.3-0.6份；

水:100～150份。

其中，所述種子乳液是醋酸乙烯(VAc)與乙烯的共聚物VAE。種子乳液聚合法合成的乳膠粒顆粒具有黑色的外層，即是聚醋酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯/雙丙酮丙烯酰胺三元共聚物，通過(guò)這種聚合法獲得的乳膠粒粒徑更大，粒徑分布更窄，這使乳液分散更加均勻，能提高乳液的穩(wěn)定性。而且由于種子乳液的分子鏈中嵌入了疏水性的乙烯基團(tuán)，使得羧基之間的距離增大，羧基的規(guī)則排列被打破，降低了親水基團(tuán)的吸水作用，能使聚合物的耐水性提高。

另外，種子乳液VAE分子中由于軟單體乙烯的引入，使聚合物的內(nèi)聚強(qiáng)度增加，分子鏈更柔軟，對(duì)Tg的降低也有貢獻(xiàn)，相比均聚物分子鏈其低溫活性增加，聚合物的粘連性大，從而能提高膠粘劑的初黏性、成膜性和抗凍融穩(wěn)定性。

本發(fā)明還采用用叔碳酸乙烯酯(VeoVa-10)和雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)作為共聚單體對(duì)PVAc進(jìn)行改性，合成三元共聚線性化合物。VeoVa-10給PVAc大分子鏈上引入龐大的疏水性側(cè)基，側(cè)基的空間位阻發(fā)揮了保護(hù)相鄰PVAc上的酯基，和屏蔽水分子的雙重作用，因而乳液固化后形成固化性樹(shù)脂，其耐水性得到了較大提高。

優(yōu)選地，所述復(fù)合乳化劑為陰非離子復(fù)配的乳化劑，非離子乳化劑優(yōu)選為辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚，陰離子乳化劑優(yōu)選為十二烷基苯磺酸鈉；且陰離子乳化劑與非離子乳化劑的比例為1:3。采用這種配比的復(fù)合乳化劑的HLB值接近聚醋酸乙烯酯的HLB值，約為14.5～17.5，乳化效果佳，聚合過(guò)程能獲得良好的穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，所述護(hù)膠體是聚乙烯醇縮二甲醛，且優(yōu)選其縮醛度為12-18％。保護(hù)膠體的加入可以提高乳液的穩(wěn)定性，但聚乙烯醇(PVA)分子中含有大量的羥基，親水性強(qiáng)，因而耐水性差。為提高其耐水性，本發(fā)明使用乙二醛對(duì)PVA進(jìn)行改性。相比使用甲醛改性，乙二醛分子上由于含有兩個(gè)羰基，反應(yīng)活性更高，且其揮發(fā)物對(duì)大氣無(wú)污染，復(fù)合環(huán)保的要求。改性后，一方面破壞了PVA分子的對(duì)稱性，阻礙了PVA分子收斂，減少了羥基的數(shù)量，使羥基間以及羥基與水分子之間的相互作用減弱。另一方面，原來(lái)的線性結(jié)構(gòu)被形成的六元環(huán)結(jié)構(gòu)替代，增加了空間位阻，從而能提高耐水性。