本發(fā)明涉及一種粘合劑，特別是涉及一種醋酸乙烯酯粘合劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚醋酸乙烯乳液俗稱白乳膠，是合成樹脂乳液中產(chǎn)量最大的產(chǎn)品種類。聚醋酸乙烯酯乳液合成工藝簡單，它主要以醋酸乙烯酯為主單體，以聚乙烯醇(PVA)為保護(hù)膠體，以水為分散介質(zhì)，以水溶性過硫酸鹽為引發(fā)劑，經(jīng)乳液聚合而成。聚醋酸乙烯酯乳液具有成本低廉、無毒、無味、使用方便、無環(huán)境污染，節(jié)省資源等特點(diǎn)，被認(rèn)為是一種綠色環(huán)保型膠粘劑。它對木材、紙張、纖維等材料粘接力強(qiáng)，因此在膠粘劑、涂料、建筑、織物加工、紙張加工等許多方面應(yīng)用廣泛。
這種聚醋酸乙烯酯乳液缺點(diǎn)是耐水性差，尤其是耐熱水性差，在濕熱條件下，其粘結(jié)強(qiáng)度會(huì)有很大程度的下降；其成膜的抗蠕變性差，即使長時(shí)間靜載荷作用下，膠層也會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)。同時(shí)，它的耐濕性、耐寒性及耐機(jī)械穩(wěn)定性也較差。這些缺陷，難以滿足實(shí)際要求，限制了在特定條件下的使用。特別是近幾年，隨著科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)δz粘劑提出更高的性能要求。如高檔木制家具，要求膠粘劑的耐水性、耐熱性能要與耐水膠粘劑相接近，使用工藝與聚醋酸乙烯酯乳液相似，無有害氣體釋出。又如汽車內(nèi)裝飾、汽車篷布用膠粘劑，要求不僅能夠耐水、耐熱，而且還要求能夠粘接不同裝飾材料。近幾年來，國內(nèi)外都將聚醋酸乙烯酯乳液的改性作為研究開發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容并作了大量工作。早期主要是通過加入增塑劑、溶劑等達(dá)到改性的目的。但這樣會(huì)降低膠成膜的強(qiáng)度，并且增塑劑會(huì)遷移到界面，使膠膜發(fā)脆，以致使粘接部位產(chǎn)生斷裂，且成本有所提高。
由于均聚乳液膠粘劑的耐水性和耐濕熱性不夠理想，因而只適用于室內(nèi)木制品的粘接，目前大多使用改性的聚醋酸乙烯乳液。國內(nèi)已知的高耐水性白乳膠大多是雙組份膠黏劑，由主膠和交聯(lián)劑組成，交聯(lián)劑多為聚合多異氰酸酯。聚合多異氰酸酯為劇毒類化學(xué)品，嚴(yán)重限制其應(yīng)用，并且雙組份膠黏劑在應(yīng)用過程中工藝復(fù)雜。本發(fā)明旨在提供一種新型單組份醋酸乙烯酯粘合劑的制備方法，制備工藝相對簡單，且無需添加其它有毒交聯(lián)劑助劑，所得產(chǎn)品在施用過程中對周圍環(huán)境無污染，為綠色環(huán)保產(chǎn)品，具有更為廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種耐水性和耐濕熱性，環(huán)保無污染的醋酸乙烯酯粘合劑。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述醋酸乙烯酯粘合劑的制備方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種醋酸乙烯酯粘合劑，以重量百分比計(jì)，其原料中各組分含量為：
去離子水30-45％
聚乙烯醇6-15％
醋酸乙烯酯20-35％
丙烯酸丁酯2-15％
丙烯酸羥乙酯4-5％
甲基丙烯酸4-6％
有機(jī)硅2-9％
復(fù)合乳化劑1-9％
引發(fā)劑1-1.5％
pH調(diào)節(jié)劑0.1-0.5％
增塑劑5-15％
硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑0.1-0.5％
硅烷偶聯(lián)劑1-2％
所述有機(jī)硅為乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷；
所述的復(fù)合乳化劑由辛烷基酚聚氧乙烯醚與十二烷基苯磺酸鈉兩類表面活性劑按3∶1的重量百分比組成；
所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯；
所述引發(fā)劑為質(zhì)量濃度5-10％的過硫酸銨水溶液；
所述的pH調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量濃度2-10％的碳酸氫鈉水溶液。
作為優(yōu)選，所述聚乙烯醇的聚合度為3000-5000，醇解度為80-90。
上述醋酸乙烯酯粘合劑制備方法，包括下列步驟：
第一步 種子乳液的制備
首先將水注入反應(yīng)釜中，攪拌，加入聚乙烯醇，以10-15℃/min升溫速率至93℃，待溶解后降溫至50℃，再加入復(fù)合乳化劑，隨后加入有機(jī)硅單體，攪拌乳化25min后加入配方中引發(fā)劑過硫酸銨重量的30-40％，升溫至75℃，反應(yīng)50min后，得種子乳液；
第二步 核殼結(jié)構(gòu)乳液的聚合
將由醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸組成的混合單體以0.07-0.09g/min的速度滴加到所述種子乳液中，使混合單體與加入的其它助劑能夠反應(yīng)充分，在滴加混合單體的過程中，同步加入配方中引發(fā)劑過硫酸銨溶液重量的30-40％，滴加完后，再加入剩余的過硫酸銨溶液，接著加入硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑和硅烷偶聯(lián)劑，790℃條件下保溫3小時(shí)，降溫至55℃，加入碳酸氫鈉水溶液和增塑劑，攪拌均勻，進(jìn)一步冷卻至30℃以下出料、包裝于密閉容器。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)優(yōu)良的粘結(jié)強(qiáng)度；產(chǎn)品粘度大于1024Pa·s。
(2)良好的耐水、耐熱性能；本發(fā)明通過核殼乳液聚合，制得更加穩(wěn)定的乳液，極大地改善了乳液的耐水、耐溶劑、耐熱等性能；其中耐水煮性能大于4h；
(3)不含任何有機(jī)溶劑、甲醛、聚合多異氰酸酯等有害物質(zhì)，對環(huán)境友好；
(4)良好的耐老化性；
(5)常溫冷壓快速固化；
(6)工藝簡單，成本低。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
以重量百分比計(jì)，其原料中各組分含量為：
去離子水40％
聚乙烯醇10％
醋酸乙烯酯20％
丙烯酸丁酯5％
丙烯酸羥乙酯5％
甲基丙烯酸4％
有機(jī)硅2％
復(fù)合乳化劑4％
引發(fā)劑1％
pH調(diào)節(jié)劑0.5％
增塑劑7％
硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑0.5％
硅烷偶聯(lián)劑1％
所述聚乙烯醇的聚合度為3000，醇解度為80，所述有機(jī)硅為乙烯基三甲氧基硅烷，所述的pH調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量濃度5％的碳酸氫鈉水溶液，所述引發(fā)劑為質(zhì)量濃度7％的過硫酸銨水溶液，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，所述的復(fù)合乳化劑由辛烷基酚聚氧乙烯醚與十二烷基苯磺酸鈉兩類表面活性劑按3∶1的重量百分比組成；
上述醋酸乙烯酯粘合劑制備方法，包括下列步驟：
第一步 種子乳液的制備
稱取規(guī)定量的各組分，首先將水注入反應(yīng)釜中，攪拌，加入聚乙烯醇，以10℃/min升溫速率至93℃，待溶解后降溫至50℃，再加入復(fù)合乳化劑，隨后加入有機(jī)硅單體，攪拌乳化25min后加入配方中引發(fā)劑過硫酸銨重量的40％，升溫至75℃，反應(yīng)50min后，得種子乳液；
第二步 核殼結(jié)構(gòu)乳液的聚合
將由醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸組成的混合單體以0.07g/min的速度滴加到所述種子乳液中，使混合單體與加入的其它助劑能夠反應(yīng)充分，在滴加混合單體的過程中，同步加入配方中引發(fā)劑過硫酸銨溶液重量的40％，滴加完后，再加入剩余的過硫酸銨溶液，接著加入硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑和硅烷偶聯(lián)劑，790℃條件下保溫3小時(shí)，降溫至55℃，加入碳酸氫鈉水溶液和增塑劑，攪拌均勻，進(jìn)一步冷卻至30℃以下出料、包裝于密閉容器。
經(jīng)檢測，制得的醋酸乙烯酯粘合劑為白色乳狀物，無刺激性氣味，無有害氣體釋放，乳液細(xì)膩均勻，能以任意比例與其它水性膠液相混溶。保存一年后不沉淀，不分層，沒有凝膠等不良現(xiàn)象；醋酸乙烯酯粘合劑初始粘接力、耐水性、耐熱性能均高于市售白乳膠MH-503，可耐沸水煮5h不開膠。零下7℃低溫不會(huì)凝膠。本實(shí)施例制備的單組份醋酸乙烯酯粘合劑可用于拼板膠、壓板膠、高檔家具、汽車內(nèi)裝飾、纖維皮革，紙制品等要求耐水性、耐熱性能高的應(yīng)用場合。
實(shí)施例2
以重量百分比計(jì)，其原料中各組分含量為：
去離子水30％
聚乙烯醇15％
醋酸乙烯酯25％
丙烯酸丁酯2％
丙烯酸羥乙酯4％
甲基丙烯酸6％
有機(jī)硅8％
復(fù)合乳化劑2％
引發(fā)劑0.5％
pH調(diào)節(jié)劑0.5％
增塑劑5％
硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑0.5％
硅烷偶聯(lián)劑1.5％
所述聚乙烯醇的聚合度為4000，醇解度為85，所述有機(jī)硅為乙烯基三甲氧基硅烷，所述的pH調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量濃度5％的碳酸氫鈉水溶液，所述引發(fā)劑為質(zhì)量濃度7％的過硫酸銨水溶液，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，所述的復(fù)合乳化劑由辛烷基酚聚氧乙烯醚與十二烷基苯磺酸鈉兩類表面活性劑按3∶1的重量百分比組成；
上述醋酸乙烯酯粘合劑制備方法，包括下列步驟：
第一步 種子乳液的制備
稱取規(guī)定量的各組分，首先將水注入反應(yīng)釜中，攪拌，加入聚乙烯醇，以15℃/min升溫速率至93℃，待溶解后降溫至50℃，再加入復(fù)合乳化劑，隨后加入有機(jī)硅單體，攪拌乳化25min后加入配方中引發(fā)劑過硫酸銨重量的40％，升溫至75℃，反應(yīng)50min后，得種子乳液；
第二步 核殼結(jié)構(gòu)乳液的聚合
將由醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸組成的混合單體以0.07g/min的速度滴加到所述種子乳液中，使混合單體與加入的其它助劑能夠反應(yīng)充分，在滴加混合單體的過程中，同步加入配方中引發(fā)劑過硫酸銨溶液重量的40％，滴加完后，再加入剩余的過硫酸銨溶液，接著加入硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑和硅烷偶聯(lián)劑，790℃條件下保溫3小時(shí)，降溫至55℃，加入碳酸氫鈉水溶液和增塑劑，攪拌均勻，進(jìn)一步冷卻至30℃以下出料、包裝于密閉容器。
經(jīng)檢測，制得的醋酸乙烯酯粘合劑為白色乳狀物，無刺激性氣味，無有害氣體釋放，乳液細(xì)膩均勻，能以任意比例與其它水性膠液相混溶。保存一年后不沉淀，不分層，沒有凝膠等不良現(xiàn)象；醋酸乙烯酯粘合劑初始粘接力、耐水性、耐熱性能均高于市售白乳膠MH-503，可耐沸水煮5h不開膠。零下7℃低溫不會(huì)凝膠。本實(shí)施例制備的單組份醋酸乙烯酯粘合劑可用于拼板膠、壓板膠、高檔家具、汽車內(nèi)裝飾、纖維皮革，紙制品等要求耐水性、耐熱性能高的應(yīng)用場合。
實(shí)施例3
以重量百分比計(jì)，其原料中各組分含量為：
去離子水35％
聚乙烯醇10％
醋酸乙烯酯15％
丙烯酸丁酯6％
丙烯酸羥乙酯4％
甲基丙烯酸5％
有機(jī)硅3％
復(fù)合乳化劑2％
引發(fā)劑1％
pH調(diào)節(jié)劑0.5％
增塑劑7％
硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑0.5％
硅烷偶聯(lián)劑1％
所述聚乙烯醇的聚合度為5000，醇解度為90，所述有機(jī)硅為乙烯基三甲氧基硅烷，所述的pH調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量濃度5％的碳酸氫鈉水溶液，所述引發(fā)劑為質(zhì)量濃度7％的過硫酸銨水溶液，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯，所述的復(fù)合乳化劑由辛烷基酚聚氧乙烯醚與十二烷基苯磺酸鈉兩類表面活性劑按3∶1的重量百分比組成；
上述醋酸乙烯酯粘合劑制備方法，包括下列步驟：
第一步 種子乳液的制備
稱取規(guī)定量的各組分，首先將水注入反應(yīng)釜中，攪拌，加入聚乙烯醇，以10℃/min升溫速率至93℃，待溶解后降溫至50℃，再加入復(fù)合乳化劑，隨后加入有機(jī)硅單體，攪拌乳化25min后加入配方中引發(fā)劑過硫酸銨重量的40％，升溫至75℃，反應(yīng)50min后，得種子乳液；
第二步 核殼結(jié)構(gòu)乳液的聚合
將由醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸組成的混合單體以0.07g/min的速度滴加到所述種子乳液中，使混合單體與加入的其它助劑能夠反應(yīng)充分，在滴加混合單體的過程中，同步加入配方中引發(fā)劑過硫酸銨溶液重量的40％，滴加完后，再加入剩余的過硫酸銨溶液，接著加入硫醇類鏈轉(zhuǎn)移劑和硅烷偶聯(lián)劑，790℃條件下保溫3小時(shí)，降溫至55℃，加入碳酸氫鈉水溶液和增塑劑，攪拌均勻，進(jìn)一步冷卻至30℃以下出料、包裝于密閉容器。
經(jīng)檢測，制得的醋酸乙烯酯粘合劑為白色乳狀物，無刺激性氣味，無有害氣體釋放，乳液細(xì)膩均勻，能以任意比例與其它水性膠液相混溶。保存一年后不沉淀，不分層，沒有凝膠等不良現(xiàn)象；醋酸乙烯酯粘合劑初始粘接力、耐水性、耐熱性能均高于市售白乳膠MH-503，可耐沸水煮5h不開膠。零下7℃低溫不會(huì)凝膠。本實(shí)施例制備的單組份醋酸乙烯酯粘合劑可用于拼板膠、壓板膠、高檔家具、汽車內(nèi)裝飾、纖維皮革，紙制品等要求耐水性、耐熱性能高的應(yīng)用場合。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。