[發明專利]一種無甲醛強耐水性聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑的制備方法

在審

• 申請號: 202010555718.2
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111876099A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 程增會;張代暉;金立維;王春鵬;儲富祥;李守海
• 申請（專利權）人: 中國林科院林產化工研究所南京科技開發有限公司
• 主分類號: C09J131/04
• 分類號: C09J131/04;C09J11/08;C09J11/04;C09J11/06;C09J193/04;C09J133/04;C08F218/08;C08F220/06;C08F2/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

本發明屬于膠黏劑技術領域，具體涉及一種無甲醛強耐水性聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑的制備方法。該方法首先通過半連續乳液聚合法，采用引入丙烯酸酯單體與醋酸乙烯酯共聚合的方法制得聚醋酸乙烯酯乳液；然后將制得的乳液膠黏劑經pH調節至中性，后與水性交聯劑、陽離子改性劑、增稠劑混合均勻，得到不含甲醛強耐水的聚醋酸乙烯酯膠黏劑產品。本發明制得的聚醋酸乙烯酯膠黏劑耐水性能良好，無甲醛，屬于高固含量產品，黏度大小可按要求進行調節。

技術領域

本發明屬于木材膠黏劑技術領域，具體涉及一種無甲醛強耐水性聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑的制備方法。

背景技術

聚醋酸乙烯酯乳液為單組分乳液，具有價格低、生產方便、粘接強度高、無毒等特點，由于與其他樹脂相容性廣、膠合性佳，膠合時所需壓力較小，膠膜無色透明、不污染材面，且膠膜具有可撓性等優點，用途廣泛，被應用于木材加工、織物粘接、家具組裝、制造業、包裝業以及家庭裝修等諸多領域，成為工業中的一個大宗產品，隨著國民經濟的快速發展，其用量還將大幅度的增加。但是PVAc也存在很多不足之處：是線性長鏈狀高分子，分子鏈間僅有弱的極性引力，玻璃化溫度（T_g）較低（27℃左右），當溫度高于T_g，分子鏈移動性變大，彈性模量快速降低。在濕熱條件下，其黏接強度會有很大程度的降低，因而缺乏耐寒性、耐濕性、耐機械穩定性，抗蠕變性能差。當接觸水或處于高濕環境下，分子鏈上的部分乙酰基易被水解成羥基，親水性的羥基易將水分子吸附到膠合層，水分子透過木材及膠合層滲透至木材與PVAc界面上，引起膠合層軟化，降低了粘接強度 ，這些缺點限制了PVAc聚合物的應用。

為了改善它的性能比如玻璃化溫度、耐水性能、拉伸強度等，人們通過將之共混改性或者與其它單體共聚改性，也有學者指出，通過使用耐水性能良好的保護膠體，也可以得到性能優良的PVAc乳液。例如美國專利US 20040082706中提到利用異氰酸酯作為交聯劑，提高乳液膠黏劑的耐水性能和粘結強度，但是異氰酸酯類交聯劑普遍價格加高，會導致乳液膠黏劑成本增加。公開號CN 107974219A的中國專利中采用醋酸乙烯酯與甲基丙烯酸月桂酯共聚的方式制備了一種耐水性良好的膠黏劑，耐水性能可以達到歐洲D3標準，但是該膠黏劑由于甲基丙烯酸月桂酯的玻璃化溫度偏低，故該膠黏劑耐熱性差，在環境溫度較高時膠層容易變形，產生滑動。公開號CN 108624261A的專利中利用增韌酚醛樹脂與聚醋酸乙烯酯共混，得到綜合性能優異的乳液膠黏劑，但是酚醛樹脂的引入，會導致乳液膠黏劑中含有少量甲醛，對人體及環境有害，因此其應用受到一定限制。因此，環保高性能的聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑的開發有非常重要的現實意義。

發明內容

解決的技術問題：為應對市場上現有的聚醋酸乙烯酯膠黏劑在木材粘結過程中粘結強度低，耐水性差，含有甲醛等有毒物質等問題，本發明通過引入陽離子改性劑和丙烯酸酯羧基官能團，以及使用改性聚乙烯醇作保護膠體等，使得乳液膠黏劑在使用過程中能夠產生一定的交聯，且陽離子基團的引入能夠增強膠黏劑與粘附表面的作用力，得到一種耐水性能良好、黏度可以調節、高固體含量、不含甲醛的聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑。

技術方案：一種無甲醛強耐水性聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑的制備方法，制備步驟為：

步驟一，合成聚醋酸乙烯酯乳液，按重量份計各組份配比為：聚乙烯醇2～5份，醋酸乙烯酯42～47份，緩沖劑0.1～0.15份，氧化還原引發體系中的氧化劑0.1-0.2份，還原劑0.11～0.22份，丙烯酸酯單體0.3～1.2份。首先將聚乙烯醇溶解在90～95℃水溶液中溶解完全，待溫度降至50～60℃，依次加入部分醋酸乙烯酯單體，全部的緩沖劑和還氧化還原引發體系中的還原劑，并將反應溫度升至70～80℃，然后加入第一批氧化還原引發體系中的氧化劑，進行聚合反應，待反應20min后，用注射器滴加剩余的醋酸乙烯酯和帶有羧基丙烯酸酯單體混合物，以及剩余的第二批氧化還原引發劑中的氧化劑，反應3～5h，降溫后得到聚醋酸乙烯酯乳液。