專利名稱：膠粘劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠粘劑，系用于木材、防火板等材料粘合，屬于膠粘劑的技術(shù)領(lǐng)域。
本膠粘劑的制備涉及到兩步法的溶液聚合過程，第一步，在高濃度不飽和單體的存在下，在低濃度引發(fā)劑存在下，發(fā)生聚合生成分子量較第二步生成聚合物分子量大的聚合物。接著第二步，降低不飽和單體的濃度，提高引發(fā)劑的濃度，使其繼續(xù)發(fā)生聚合反應(yīng)而生成較第一步聚合物分子量低的聚合物，從而形成不同分子量的同種共聚物組合物。其中不飽和單體選自丙烯酸；丙烯酸丁酯；丙烯酸乙酯；丙烯酸甲酯；甲基丙烯酸；甲基丙烯酸丁酯；甲基丙烯酸乙酯；甲基丙烯酸甲酯；醋酸乙烯酯；丙烯酰胺；甲基丙基酰胺；偏二氯乙烯；丙烯氰；甲基丙烯氰；苯乙烯。引發(fā)劑選自偶氮二異丁氰；偶氮二異庚氰；過氧化苯甲酰；過硫酸銨；過硫酸鉀。
本發(fā)明的溶液共聚合過程，其結(jié)果是生成一部分相對第二步聚合來說分子量較高的共聚物，而另一部分則是相對第一步聚合來說分子量較低的相同結(jié)構(gòu)單元的共聚物，制備共聚物時第一步溶液聚合需要較高的不飽和單體的濃度，甚至用不飽和單體本身作為溶劑，類似本體聚合，當(dāng)聚合反應(yīng)進行到一定程度，用控制體系中物料粘度來確定生成高分子量共聚合物的生成比例，再加入溶劑來降低不飽和單體的濃度，來達到降低聚合物分子量的目的。較大分子量聚合物，其聚合度為300-3000，尤其是500-2500。較低分子量的聚合度為50-1000，尤其是100-1000。
本發(fā)明中不僅用不飽和單體濃度來控制分子量大小，同時還用引發(fā)劑的濃度來起到相同的作用。引發(fā)劑可以用偶氮二異丁氰；偶氮二異庚氰；過氧化苯甲酰；過硫酸銨；過硫酸鉀。其中第一步共聚合反應(yīng)中，所含引發(fā)劑的濃度應(yīng)為第一步反應(yīng)中，不飽和單體重量的0.001-0.1％。第二步共聚合反應(yīng)中，所含引發(fā)劑的濃度，應(yīng)為第一步反應(yīng)中不飽和單體重量的0.1-1％。
聚合物大分子因分子量不同其物理性能有較大的差異，正是基于這一點，在很多場合，為獲取聚合物的一些物理性能，將不同分子量的聚合物進行共混，而得到相應(yīng)的物理性能。聚合物在共混相溶的過程中化學(xué)結(jié)構(gòu)越相近，相溶性越好，如結(jié)構(gòu)相同，不同分子量之間，聚合物達到最大相溶性。
本發(fā)明中的溶液聚合方法，是由熟悉這類工藝的人所共知的溶液聚合技術(shù)制備的，同樣聚乙酸乙烯酯溶液膠，具有對非極性表面有極好的粘結(jié)力，膠質(zhì)透明度高，但對其他表面粘結(jié)強度較低，且玻璃化溫度低，耐熱性能差。這就嚴(yán)重制約了這類粘合劑的應(yīng)用。本發(fā)明在以下兩方面對聚醋酸乙烯溶液膠進行了改進。1.采用上述的提高聚合反應(yīng)時不飽和單體的濃度和降低引發(fā)劑的用量來增加溶液中分子量高的聚合物的比例，來提高內(nèi)聚力和粘結(jié)強度。2.采用至少二種和二種以上的其他不飽和單體共聚來改善耐熱性差，粘結(jié)強度低的問題。為了保證聚醋酸乙烯溶液對非極性表面較好的粘結(jié)強度并改善本身內(nèi)聚力低、耐熱性差的缺點，在聚合時應(yīng)以醋酸乙烯為主，輔以其他不飽和單體進行共聚合。其中醋酸乙烯占不飽和單體總量的20-80％，其他不飽和單體占總單體量的20-80％，而這些單體采用一次性加入，分步聚合來達到要求的結(jié)果。
由本發(fā)明得到的聚合物組合物，可用適當(dāng)?shù)娜軇┻M行溶解，以達到所需的固含量及使用的要求，其中溶劑可選自苯；甲苯；二甲苯；溶劑油；醋酸甲酯；醋酸乙酯；醋酸丁酯；丙酮；丁酮；甲醇；乙醇；丙醇；異丙醇；二氯乙烷；更適合的溶劑是醋酸甲酯；醋酸乙酯；醋酸丁酯；丙酮；丁酮；甲醇；乙醇。本發(fā)明中以乙醇為主，輔以其它溶劑，其中乙醇占溶劑總量的20-100％。
本發(fā)明獲得的膠粘劑，與傳統(tǒng)的聚醋酸乙烯乳液粘結(jié)劑相比，具有很好的耐水性，在合成過程中可采用食用酒精做為溶劑，可使本產(chǎn)品毒性很低，確保在使用過程中對人體和環(huán)境安全。本產(chǎn)品為無色透明液體，使用本產(chǎn)品后，粘結(jié)面沒有污跡，不影響下一步工序的裝飾效果。
本膠粘劑對膠合板、實木、密度板等粘結(jié)強度高，優(yōu)于傳統(tǒng)的室內(nèi)裝飾用膠，可直接用于粘結(jié)裝飾木條或其它需要粘結(jié)強度高的場合，且操作范圍寬，使用方便，抗老化性強。
在帶有溫度劑，回流冷凝器、攪拌的反應(yīng)器中，先加入70份醋酸乙烯，15份丙烯酸，15份甲基丙烯酸甲酯及0.005份的過硫酸銨，將反應(yīng)器加熱到74℃左右，進行反應(yīng)，當(dāng)單體轉(zhuǎn)化率達到30％時，再加入60份的甲醇和0.3份的過硫酸銨，在回流下反應(yīng)12個小時。反應(yīng)結(jié)束后降溫到30℃再加入62份的醋酸乙酯。反應(yīng)產(chǎn)物為45％的三元聚合物的組合物溶液膠粘劑。
實施例2制備固含量為40％，具有80份的醋酸乙烯，10份的丙烯酸，10份的丙烯酸丁酯的共聚物溶液膠粘劑。
在一個反應(yīng)器中，先加入80份的醋酸乙稀，10份的丙烯酸，10份的丙烯酸丁酯，及0.03份的過硫酸銨，然后將反應(yīng)器加熱到74℃左右進行保溫反應(yīng)。當(dāng)單體轉(zhuǎn)化率達到50％時，再加入150份的乙醇和0.2份的過硫酸銨，在回流下反應(yīng)10個小時。
反應(yīng)產(chǎn)物為固含量40％的三元共聚組合物溶液膠粘劑。
實施例3制備固含量為35％，具有50份醋酸乙烯，10份丙烯酸，30份丙烯酸丁酯，10份甲基丙烯酸甲酯的共聚物溶液膠粘劑。
在反應(yīng)器中加入由50份醋酸乙烯，10份丙烯酸，30份丙烯酸丁酯，10份甲基丙烯酸甲酯組成的混合液并同時加入0.02份的偶氮二異丁氰然合將反應(yīng)器加熱到78℃左右進行保溫反應(yīng)，當(dāng)單體轉(zhuǎn)化達到50％時，再加入60份的乙醇和0.2份的偶氮二異丁氰，在回流下反應(yīng)10個小時，降溫到30℃，再加入226份的乙醇。反應(yīng)產(chǎn)物為固含量為35％的四元共聚組合物溶液膠粘劑。
權(quán)利要求
1.一種膠粘劑，其特征在于一種兩步溶液聚合制備不同分子量共聚物組合物溶液的方法。其中第一步，在高濃度不飽和單體和低濃度引發(fā)劑的存在下，進行聚合得到分子量較高的共聚物，而在第二步，降低不飽和單體的濃度和提高引發(fā)劑濃度，進行聚合得到較第一步，分子量低的共聚物。最后得到相同結(jié)構(gòu)，分子量不同的共聚物的組合物溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠粘劑，其特征是聚合物的組合物第一步獲得的分子量較高的聚合物，占共聚物總量的15-85％，第二步獲得分子量較低的聚合物，占共聚物總量15-85％組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠粘劑，其特征是第一步的聚合物其聚合度為300-3000，第二步的聚合物其聚合度為50-1000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠粘劑，其特征是第一步聚合反應(yīng)中引發(fā)劑的濃度是不飽和單體重量的0.001-0.1％，第二步反應(yīng)中引發(fā)劑的濃度是不飽和單體重量的0.1-1％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠粘劑，其特征是膠粘劑是由三種或三種以上的不飽和單體，共聚生成具有分子量不同但成份相同的大分子共聚物的組合物。其中不飽和單體選自丙烯酸；丙烯酸丁酯；丙烯酸乙酯；丙烯酸甲酯；甲基丙烯酸；甲基丙烯酸丁酯；甲基丙烯酸乙酯；甲基丙烯酸甲酯；醋酸乙烯酯；丙烯酰胺；甲基丙基酰胺；偏二氯乙烯；丙烯氰；甲基丙烯氰；苯乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠粘劑，其特征是引發(fā)劑選自偶氮二異丁氰；偶氮二異庚氰；過氧化苯甲酰；過硫酸銨；過硫酸鉀。第一步反應(yīng)中，引發(fā)劑濃度是不飽和單體重量的0.001-0.1％，第二步反應(yīng)中，引發(fā)劑濃度是不飽和單體重量的0.1-1％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠粘劑，其特征是以乙酸乙烯酯為主，至少有其他二種或者二種以上的不飽和單體，經(jīng)兩步溶液聚合方法生成的，不同分子量的大分子聚合物組合物，溶解于一種或一種以上的溶劑中，聚合物組合物溶液的固體量的20-60％，溶劑為40-80％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膠粘劑，其特征是溶劑選自苯，甲苯；二甲苯；溶劑油；醋酸甲酯；醋酸乙酯；醋酸丁酯；丙酮；丁酮；甲醇；乙醇；正丙醇；異丙醇；二氯乙烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膠粘劑，其特征為醋酸乙烯酯為不飽和單體總量20-80％，其余不飽和單體占單體總量的20-80％。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的膠粘劑，其特征為溶劑是以乙醇為主占總?cè)軇┝康?0-100％。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一個兩步溶液聚合制備共聚物組合物溶液膠粘劑的過程，第一步，在高濃度的不飽和單體的存在下聚合成分子量較大的聚合物。第二步，再較低濃度的不飽和單體的存在下，聚合成較第一步分子量小的聚合物，同時控制引發(fā)劑在溶液聚合中不同反應(yīng)階段的濃度，得到分子量范圍比較寬的同一種聚合物。用得到的聚合物配制成膠粘劑，用于木材、實木、密度板、防火板等材料在裝飾場合的粘結(jié)。
文檔編號C09J125/00GK1441020SQ02104309
公開日2003年9月10日 申請日期2002年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月25日
發(fā)明者姚建 申請人:姚建