專利名稱：Api膠主劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膠主劑及制備方法。
背景技術(shù)：
聚醋酸乙烯酯在異氰酸酯(API)膠中主要是起到膠粘劑主劑作用，也是API 膠的主要組份。聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑，廣泛應(yīng)用于紡織、建筑、輕工、造 紙、木材加工和汽車等領(lǐng)域。但是，由于聚醋酸乙烯酯本身結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程的 特點(diǎn)，普遍存在耐水性差，容易脫膠；國內(nèi)外為了改善聚醋酸乙烯酯均聚乳液 性能作了大量的研究工作，有的在合成過程加入醛類，在酸性條件下對保護(hù)膠 體PVA進(jìn)行縮醛化改性，提高乳液的疏水性，但這不可避免的在乳液中存在 一些游離甲醛以及釋放的甲醛，而甲醛釋放不僅對環(huán)境帶來污染，對人體也有 危害；聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑生產(chǎn)成本高。這些缺陷，影響了聚醋酸乙烯酯 乳液更為廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中API膠主劑的耐水性差、甲醛釋放量 高及生產(chǎn)成本高的問題，而提供了一種水性高分子API膠主劑及制備方法。
API膠主劑按重量份數(shù)比由600.0 770.0份水、40.0 50.0份聚乙烯醇、 2.0 8.0份乳化劑、10.0 15,0份消泡劑、11.0 15.0份增塑劑、0.4 0.5份引 發(fā)劑、400.0 500.0份醋酸乙烯酯單體、4.0 18.0份含活性氫不飽和酰胺單體 水溶液、100.0 200.0份淀粉、2.0 12.5份防腐劑和10.0 30.0份催化劑水溶 液制成。
API膠主劑的制備方法按以下步驟實(shí)現(xiàn):一、按重量份數(shù)比將400.0 520.0 份水和40.0 50.0份聚乙烯醇加入到反應(yīng)釜中，攪拌、加熱，升溫至80 93°C， 待聚乙烯醇完全溶解后再降溫至50 80°C，制成聚乙烯醇溶液；二、在上述 聚乙烯醇溶液中加入2.0 8.0份乳化劑、11.0 15.0份增塑劑、10.0 15.0份 消泡劑及40.0 50.0份醋酸乙烯酯單體，溶解完全后再加入0.2 0.25份引發(fā) 劑，加熱，升溫至75°C，至反應(yīng)釜中無回流，往反應(yīng)釜中加入350.0 450.0 份醋酸乙烯酯單體和4.0 18.0份含活性氫不飽和酰胺單體水溶液，并控制反 應(yīng)釜內(nèi)混合液溫度為80℃，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后降溫至30 40℃，調(diào) pH值4 7;三、按重量份數(shù)比將100.0 200.0份淀粉、200.0 250.0份水和 2.0 12.5份防腐劑加入到另一反應(yīng)釜中攪拌、加熱至50 80℃， 3小時后降 溫到40 60℃，調(diào)pH值4 8，制成淀粉分散液；四、將步驟三中制得的淀 粉分散液和10.0 30.0份的催化劑水溶液加入到步驟二中制得的混合液中，在 40℃下攪拌加熱半個小時，即得API膠主劑。
本發(fā)明在聚合過程中加入了共聚單體，生成的共聚物在高溫加熱及催化劑 存在條件下使分子鏈之間交聯(lián)，使白乳膠由熱塑型轉(zhuǎn)化成熱固型，增加白乳膠 的耐水性，用此膠粘接的三層木材膠合板的濕膠合強(qiáng)度達(dá)到0.8MPa，比未加 共聚單體的提高了 1.10%;無機(jī)氯化物作為催化劑，在熱壓條件下，催化劑促 使乳液中分子鏈之間相互交聯(lián)，改善了 API膠主劑的耐水性能，添加催化劑后 其濕膠合強(qiáng)度達(dá)l.OMPa，比未加催化劑的API膠主劑提高近20%;淀粉分散 液作為填充劑的加入既降低了 API膠主劑的生產(chǎn)成本，比未加淀粉分散液的 API膠主劑的生產(chǎn)成本低20% 40%，同時又能保證乳液的各項性能；制備全 過程沒有添加甲醛，雖然此膠粘接的木材膠合板能測出釋放甲醛，但釋放量很 小，僅為0.007 0.014mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)值，膠合板中甲醛釋釋放量(干燥法)國家標(biāo)準(zhǔn)E0級S0.5mg/L，保證了產(chǎn)品的環(huán)保性；這種API膠主劑與異 氰酸酯類交聯(lián)劑混合，三層木材單板經(jīng)施膠熱壓，其濕膠合強(qiáng)度為1.5MPa， 相對于未加異氰酸酯的API膠主劑提高了 50%。(濕膠合強(qiáng)度是指三層膠合板 試件在63℃的水浴中靜置3h，取出后在冷水中浸泡10min，隨后立即對試件 進(jìn)行拉伸強(qiáng)度測試。)
本發(fā)明可應(yīng)用于山毛櫸、橡木、樺木、楓木、胡桃木、柚木、稻稈和麥 秸等硬、軟木質(zhì)及非木質(zhì)材料的復(fù)合板、膠合板、集成材以及各類紙制用品。 本發(fā)明所需生產(chǎn)設(shè)備簡單，操作方便，原料來源廣泛，成本低廉。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方 式間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式API膠主劑按重量份數(shù)比由600.0 770.0份水、40.0 50.0份聚乙烯醇、2.0 8.0份乳化劑、10.0 15.0份消泡劑、11.0 15.0份增塑劑、0.4 0.5份引發(fā)劑、400.0 500.0份醋酸乙烯酯單體、4.0 18.0 份含活性氫不飽和酰胺單體水溶液、100.0 200.0份淀粉、2.0 12.5份防腐劑 和10.0 30.0份催化劑水溶液制成。
具體實(shí)施方式
二:本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是API膠主劑按重 量份數(shù)比由660.0份水、45.0份聚乙烯醇、5.0份乳化劑、12.0份消泡劑、13.0 份增塑劑、0.45份引發(fā)劑、450.0份醋酸乙烯酯單體、IO.O份含活性氫不飽和 酰胺單體水溶液、150.0份淀粉、7.0份防腐劑和20.0份催化劑水溶液制成。 其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是乳化劑為 OP-IO、吐溫80、十二垸基硫酸鈉中的一種或幾種的混合。其它與具體實(shí)施方 式一或二相同。
本實(shí)施方式中乳化劑的組成為兩種或兩種以上時，各組分按任意比例混合。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是消泡劑為二
甲基硅油、有機(jī)硅水乳化液或THIX-288聚醚GPE。其它與具體實(shí)施方式
一或 二相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是增塑劑為鄰 苯二甲酸二丁酯或磷酸三丁酯。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是引發(fā)劑為過
硫酸銨或過硫酸鉀或過磷酸鈉。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是含活性氫不 飽和酰胺單體水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% 50%。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
本實(shí)施方式中含活性氫不飽和酰胺單體水溶液為N-羥甲基丙烯酰胺單體 水溶液、N-甲氧甲基丙烯酰胺單體水溶液或N-異丁氧甲基丙烯酰胺單體水溶 液。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是聚乙烯醇為 1799型或1899型。其它與實(shí)施方式一或二相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是催化劑水溶 液由固體溶質(zhì)和硫酸溶液組成；固體溶質(zhì)為氯化銨、氯化鋁、氯化鐵、氯化銅、 氯化鋅、氯化鈣、硫酸銨、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鎂中的一種或幾種；硫酸溶 液的濃度為0.05 0.10mol/L;固體溶質(zhì)占催化劑水溶液總重量的5% 30%。 其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
本實(shí)施方式中氯化銨、氯化鋁、氯化鐵、氯化銅、氯化鋅、氯化鈣、硫酸 銨、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鎂為兩種或兩種以上時，各組分按任意比例混合。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式API膠主劑按以下步驟制備 一、按重量份 數(shù)比將400.0 520.0份水和40.0 50.0份聚乙烯醇加入到反應(yīng)釜中攪拌、加熱， 升溫至80 93。C，待聚乙烯醇完全溶解后再降溫至50 80℃，制成聚乙烯醇 溶液；二、在上述聚乙烯醇溶液的反應(yīng)釜中加入2.0 8.0份乳化劑、11.0 15.0 份增塑劑、10.0 15.0份消泡劑及40.0 50.0份醋酸乙烯酯單體，溶解完全后 再加入0.2 0.25份引發(fā)劑，加熱，升溫至75℃，至反應(yīng)釜中無回流，往反應(yīng) 釜中加入350.0 450.0份醋酸乙烯酯單體和4.0 18.0份含活性氫不飽和酰胺 單體水溶液，并控制反應(yīng)釜內(nèi)混合液溫度為80°C，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成 后降溫至30 40℃，調(diào)pH值4 7;三、按重量份數(shù)比將100.0 200.0份淀 粉、200.0 250.0份水和2.0 12.5份防腐劑加入到反應(yīng)釜中攪拌、加熱至50 80°C， 3小時后降溫到40 6(TC，調(diào)pH值4 8，制成淀粉分散液；四、將步 驟三中制得的淀粉分散液和10.0 30.0份的催化劑水溶液加入到步驟二中制 得的混合液中，在40℃下攪拌加熱半個小時，即得API膠主劑。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式API膠主劑按以下步驟制備 一、按重量 份數(shù)比將460.0份水和45.0份聚乙烯醇加入到反應(yīng)釜中攪拌、加熱，升溫至 85°C，待聚乙烯醇完全溶解后再降溫至60°C，制成聚乙烯醇溶液；二、在上 述聚乙烯醇溶液的反應(yīng)釜中加入5.0份乳化劑OP-IO、 12.0份鄰苯二甲酸二丁 酯、12.0份二甲基硅油及45.0份醋酸乙烯酯單體，溶解完全后，加入0.22份 過硫酸銨，加熱，升溫至75°C，至反應(yīng)釜中無回流，往反應(yīng)釜中加入400.0 份醋酸乙烯酯單體和10.0份N-丁氧甲基丙烯酰胺單體水溶液，并控制反應(yīng)釜 內(nèi)混合液溫度為80℃，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后降溫至35℃，調(diào)pH值6; 三、按重量份數(shù)比將150份淀粉、220.0份水和8.0份防腐劑加入到另一反應(yīng)釜中，攪拌、加熱至70°C， 3小時后降溫到50°C，調(diào)pH值6，制成淀粉分散 液；四、將步驟三中制得的淀粉分散液和20.0份的催化劑水溶液加入到步驟 二中制得的混合液中，在40°C下攪拌加熱半個小時，即得API膠主劑。
本實(shí)施方式中所得API膠主劑的外觀為乳白粘稠狀膠體；固含量為30% 70%;粘度為2.5 24.8MPa s;存儲穩(wěn)定性較好，在60°C下，放置20h，膠液 穩(wěn)定不分層；膠粘的三層樺木膠合板的濕膠合強(qiáng)度為1.2 1.4MPa;膠合板的 甲醛釋放量為0.005 0.013mg/L。
權(quán)利要求
1、API膠主劑，其特征在于API膠主劑按重量份數(shù)比由600.0～770.0份水、40.0～50.0份聚乙烯醇、2.0～8.0份乳化劑、10.0～15.0份消泡劑、11.0～15.0份增塑劑、0.4～0.5份引發(fā)劑、400.0～500.0份醋酸乙烯酯單體、4.0～18.0份含活性氫不飽和酰胺單體水溶液、100.0～200.0份淀粉、2.0～12.5份防腐劑和10.0～30.0份催化劑水溶液制成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的API膠主劑，其特征在于API膠主劑按重量份 數(shù)比由660.0份水、45.0份聚乙烯醇、5.0份乳化劑、12.0份消泡劑、13.0份 增塑劑、0.45份引發(fā)劑、450.0份醋酸乙烯酯單體、10.0份含活性氫不飽和酰 胺單體水溶液、150.0份淀粉、7.0份防腐劑和20.0份催化劑水溶液制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的API膠主劑，其特征在于含活性氫不飽和 酰胺單體水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% 50%;其中含活性氫不飽和酰胺單體水溶 液為N-羥甲基丙烯酰胺單體水溶液、N-甲氧甲基丙烯酰胺單體水溶液或N-異 丁氧甲基丙烯酰胺單體水溶液。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的API膠主劑，其特征在于引發(fā)劑為過硫酸 銨、過硫酸鉀或過磷酸鈉。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的API膠主劑，其特征在于乳化劑為OP-IO、 吐溫80、十二垸基硫酸鈉的一種或幾種的混合。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的API膠主劑，其特征在于聚乙烯醇為1799 型或1899型。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的API膠主劑，其特征在于消泡劑為二甲基 硅油、有機(jī)硅水乳化液或THIX-288聚醚GPE。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的API膠主劑，其特征在于增塑劑為鄰苯二 甲酸二丁酯或磷酸三丁酯。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的API膠主劑，其特征在于催化劑水溶液由 固體溶質(zhì)和硫酸溶液組成；固體溶質(zhì)為氯化銨、氯化鋁、氯化鐵、氯化銅、氯 化鋅、氯化鈣、硫酸銨、硫酸鐵、硫酸銅、硫酸鎂中的一種或幾種；硫酸溶液 的濃度為0.05 0.1Omol/L;固體溶質(zhì)占催化劑水溶液總重量的5%~30%。
10、 制備權(quán)利要求1所述API膠主劑的方法，其特征在于API膠主劑按 以下步驟制備 一、按重量份數(shù)比將400.0 520.0份水和40.0 50.0份聚乙烯 醇加入到反應(yīng)釜中攪拌、加熱，升溫至80 93°C，待聚乙烯醇完全溶解后再 降溫至50 80°C，制成聚乙烯醇溶液；二、在上述聚乙烯醇溶液的反應(yīng)釜中 加入2.0 8.0份乳化劑、11.0 15.0份增塑劑、10.0 15.0份消泡劑及40.0 50.0份醋酸乙烯酯單體，溶解完全后再加入0.2 0.25份引發(fā)劑，加熱，升溫 至75"C，至反應(yīng)釜中無回流，往反應(yīng)釜中加入350.0 450.0份醋酸乙烯酯單 體和4.0 18.0份含活性氫不飽和酰胺單體水溶液，并控制反應(yīng)釜內(nèi)混合液溫 度為80。C,進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后降溫至30 40。C，調(diào)pH值4 7;三、 按重量份數(shù)比將100.0 200.0份淀粉、200.0 250.0份水和2.0 12.5份防腐 劑加入到另一反應(yīng)釜中攪拌、加熱至50 8(TC， 3小時后降溫到40 60°C， 調(diào)pH值4 8，制成淀粉分散液；四、將步驟三中制得的淀粉分散液和10.0 30.0份的催化劑水溶液加入到步驟二中制得的混合液中，在40。C下加熱攪拌 半個小時，即得API膠主劑。
全文摘要
API膠主劑及制備方法，它涉及一種膠主劑及制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中膠主劑的耐水性、甲醛釋放量及生產(chǎn)成本均不理想的問題。API膠主劑由水、聚乙烯醇、乳化劑、消泡劑、增塑劑、引發(fā)劑、醋酸乙烯酯單體、含活性氫不飽和酰胺單體水溶液、淀粉、防腐劑和催化劑水溶液制成。制備步驟如下制備聚乙烯醇溶液；向其中加入助劑和一定量的醋酸乙烯酯單體，溶解完全后，加入引發(fā)劑，再滴加醋酸乙烯酯單體并同時加入含活性氫不飽和酰胺單體水溶液，共聚，降溫，調(diào)pH值；加入淀粉分散液和催化劑的水溶液，加熱，攪拌，即得API膠主劑。本發(fā)明制備的API膠主劑耐水性高、環(huán)保、成本低。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡單，操作方便，應(yīng)用廣泛。
文檔編號C09J131/04GK101343516SQ20081013698
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者王勝龍, 殊 趙 申請人:東北林業(yè)大學(xué)