CN101851475B - 一种节能环保抗流淌型水性快干胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能环保抗流淌型水性快干胶的制备方法，广泛用于家具、工艺品、汽车内饰等行业的自粘或交叉粘接。本发明制备的快干胶是由一定重量组份的乙酰乙酰化聚乙烯醇、醋酸乙烯、增塑剂、纳米蒙托土、乳化剂、引发剂等原料组成。本发明的制备改变现有产品中使用通用型聚乙烯醇一次性加入反应釜中作为保护胶体，采用双口滴加单体、引发剂的方法，而改用乙酰乙酰化聚乙烯醇分批加入作为保护胶体，并通过三口滴加装置同时滴加单体、引发剂和保护胶体，提高了耐水性、稳定性、粘接强度和抗流淌性；在制备过程中通过控制反应速率，引入纳米蒙托土、环保增塑剂、环保乳化剂等工艺，提高了粘接性能、环保性能和抗流淌性能。

Description

一种节能环保抗流淌型水性快干胶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂的制备方法，具体涉及一种节能、环保、抗流淌型水性快干胶的制备，广泛应用于贵重家具、高档工艺制品、汽车内饰等行业的自粘和交叉粘接木材、皮革、水泥、布、麻、竹、草、石材、纸品等。

背景技术

目前国内在贵重家具、高档工艺制品、汽车内饰等行业，均广泛应用普通的水性胶粘剂。由于普通的水性胶，是以传统的聚乙烯醇作为保护胶体，并使用部分含有致癌物质的助剂，如专利号为200410009391.X公开的一种防水胶，采用聚乙烯醇作为保护胶体保护单体聚合物，因聚乙烯醇保护胶体不含活泼基团，与单体聚合物不发生吸附、接技反应，仅在聚合物颗粒表面形成保护层，导致单体聚合物的粘度和粘接强度低，其抗流淌性、耐低温性、耐水性较差，特别是在施工使用过程中存在以下缺陷：(1)由于粘度低在施工过程中滴胶挂胶现象严重，产生相当大的浪费并污染环境；(2)工件涂胶压合过程中，由于胶体的抗流淌性差，涂刷胶液易在压合后被挤压溢出，即影响工件的上胶量，导致粘接强度低，又易污染被粘接材料，同时清洗滴胶、挂胶麻烦，费工费料，严重影响外观与成品质量；(3)普通的水性胶是以传统的聚乙烯醇作为保护胶体，耐水性能差，被粘材料受潮易脱胶开裂；(4)普通的水性胶，使用的助剂含有苯酐类及APEO类有害致癌物质作为助剂，存在着健康安全缺陷。

另外，在制备胶粘剂时，保护胶体能否充分保护单体聚合对胶体性能影响较大，如专利号为02134018.8公开的一种无毒胶粘剂的合成及制备方法，采用向反应釜中一次性完全加入保护胶体，再滴加单体进行聚合。在单体聚合反应过程中，保护胶体对单体聚合物保护不均匀、不充分，特别是在聚合反应后期，由于保护胶体不充备聚合物易合并、凝结，导致生产的胶体稳定性差、耐水性差、粘接强度低、抗流淌性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粒径小、粒子分布均匀、无凝结，抗流淌性、稳定性和耐水性好、粘接强度高，在施工过程中无流挂、无滴胶，加工简便、成本低的节能环保抗流淌型水性快干胶的制备方法。

为了达到上述目的，本发明的一种节能环保抗流淌型水性快干胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应釜中加入重量组份为100的无离子水开机搅拌，搅拌速度控制在65-75转/分钟，边搅拌边缓慢加入重量组份为6-15的乙酰乙酰化聚乙烯醇，分散后打开蒸汽阀加热，加热升温至85℃-90℃，保温溶解1-3小时，完全溶解后降温至40℃-50℃形成保护胶体，取出重量组份为63-69的保护胶体通过隔膜泵送入滴加槽中备用；

(2)将重量组份为0.1-0.3的过硫酸铵按1∶20的比例用水稀释形成过硫酸铵溶液备用；

(3)在搅拌状态下，搅拌速度控制在55-65转/分钟，向上述反应釜中加入重量组份为0.1-0.8的乳化剂，以及加入重量组份为6-18的醋酸乙烯，搅拌10分钟后加热升温至58℃-65℃，加入步骤(2)中过硫酸铵溶液重量组份的30％-50％，自然反应1-1.5小时，温度升至75℃-85℃，引发聚合生成种子乳液；

(4)将搅拌速度控制在55-65转/分钟，向步骤(3)的种子乳液中通过三口滴加装置同时滴加重量组份为68-110的醋酸乙烯、重量组份为1-3.6的过硫酸铵溶液、滴加槽中备用的重量组份为63-69的保护胶体，4-7小时滴加结束形成胶体；

(5)将步骤(4)中的胶体加热升温至85℃-90℃，保温熟化反应1-1.5小时后匀速滴加重量组份为6-11的增塑剂，20-40分钟滴完，保温反应0.5-1小时后降温至40℃-50℃，最后加入重量组份为3-10的填料，搅拌速度控制在80-100转/分钟，搅拌1-2小时制得节能环保抗流淌型水性快干胶。

进一步地，所述的增塑剂为环氧大豆油；所述的环保乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AO-9或乳化剂O或乳化剂EFS-470；所述的填料为纳米蒙托土或纳米气相二氧化硅。

本发明具有以下优点：

1、本发明在聚合过程中，将保护胶体分成两部分，一部分在反应釜中用于形成种子乳液，另一部分取出同醋酸乙烯余量、过硫酸铵余量经三口滴加装置同时滴加，使得保护胶体能够充分均匀包裹于醋酸乙烯聚合物颗粒表面形成保护层，聚合物颗粒均匀分散于胶体中，聚合充分，不产生合并与凝结现象，生成的胶体粒径小，稳定性好，抗流淌性强，粘接强度高。

2、本发明在聚合过程中通过控制搅拌速率，采用扩散过程的乳液聚合法，即在聚合过程中将搅拌速率控制55-65转/分钟之间，此时，单体扩散速度远小于聚合速率，乳液聚合速率完全由单体扩散速率控制。搅拌速率对聚合物颗粒粒径的影响不显著，生成的聚合物颗粒的粒径保持在70nm左右，粒径较小且分布均匀，反应比较平稳，制得的胶体抗流淌性非常好。

3、本发明在聚合过程中，引进含有活泼基团的乙酰乙酰化聚乙烯醇作为保护胶体，利用其高度的反应活性在聚合过程中能部分吸附、接技到聚合物粒子的表面，和聚合物粒子表面紧密嫁接在一起，因此大大提高了高分子聚合乳液的耐水性能、粘接强度和稳定性能。

4、本发明在聚合过程中使用环保无毒的增塑剂环氧大豆油，解决了原有水性快干胶的脆性和含有毒性的缺点，提高了胶膜的韧性、耐水性和光泽度、粘接强度，无毒无害，环保性能高，比用传统方法制得的水性胶的最低成膜温度下降5℃-7℃，干速快，耐低温性能好，不冻结，适用能力强。

5、本发明聚合后使用纳米蒙托土填料与高分子聚合乳液共混改性，使基体中原位生成纳米单元，并通过范德华力作用与聚合物基体结合，以纳米尺度均匀分散在聚合物基体中，形成更为紧密的胶体，从而提高了胶体的抗流淌性、内聚强度、耐热性、韧性及耐老化性能。

因此，本发明制备的水性快干胶，具有无毒无害、抗流淌性好、稳定性能好、耐水性能强、粘接强度高等特点，在施工过程中无流挂、无滴胶，节约了用胶量，方便施工，降低成本，提高了工作效率。

具体实施方式

实施例1：

(1)在反应釜中加入无离子水100kg，开机搅拌，搅拌速度控制在70转/分钟，边搅拌边加入乙酰乙酰化的聚乙烯醇(PVOH)6kg，确认分散后加热升温至88℃保温2小时，完全溶解后降温至40℃形成保护胶体，取出保护胶体63kg，通过隔膜泵送入滴加槽中备用；

(2)将0.2kg过硫酸铵按1∶20的比例用水稀释形成过硫酸铵溶液备用；

(3)在搅拌状态下，搅拌速率控制在60转/分钟，向上述反应釜中加入脂肪醇聚氧乙烯醚(AO-9)0.5kg以及加入醋酸乙烯10kg，搅拌10分钟后升温至58℃，加入过硫酸铵溶液1.2kg，自然反应1小时，温度升至75℃-85℃引发聚合生成种子乳液；

(4)将搅拌速率控制在60转/分钟，向步骤(3)的种子乳液中通过三口滴加装置同时滴加醋酸乙烯90kg、保护胶体63kg、过硫酸铵溶液2.8kg，醋酸乙烯的滴加速度为18kg/小时，保护胶体的滴加速度为12.6转/小时，过硫酸铵溶液的滴加速度为0.56kg/小时，温度控制在75℃-85℃，5小时滴加结束；

(5)将步骤(4)中的胶体加热升温至90℃保温熟化反应1.5小时，环保增塑剂环氧大豆油11kg，半小时滴完，保温反应1小时后降温至50℃，加入纳米蒙托土3kg，搅拌速度控制在90转/分钟，搅拌2小时，制得节能、环保、抗流淌型水性快干胶。

实施例2：

(1)在反应釜中加入无离子水100kg，开机搅拌，搅拌速度控制在65转/分钟，边搅拌边加入乙酰乙酰化的聚乙烯醇(PVOH)8kg，确认分散后加热升温至90℃保温1小时，完全溶解后降温至50℃形成保护胶体，取出保护胶体65kg，通过隔膜泵送入滴加槽中；

(2)将0.3kg过硫酸铵按1∶20的比例用水稀释形成过硫酸铵溶液备用；

(3)在搅拌状态下，搅拌速度控制在55转/分钟，向反应釜中加入乳化剂(O)0.1kg以及加入醋酸乙烯18kg，搅拌10分钟后升温至60℃，加入过硫酸铵溶液2.4kg，自然反应1.5小时，温度升至75℃-85℃，引发聚合生成种子乳液；

(4)将搅拌速度控制在55转/分钟，向步骤(3)的种子乳液中通过三口滴加装置同时滴加醋酸乙烯68kg、保护胶体65kg、过硫酸铵3.6kg，醋酸乙烯的滴加速度控制在17kg/小时，保护胶体的滴加速度为16.25kg/小时，过硫酸铵的滴加速度为0.9kg/小时，温度控制在75℃-85℃，4小时滴加结束；

(5)将步骤(4)中的胶体加热升温至85℃保温熟化反应1小时，滴加环保增塑剂T环氧大豆油9kg，20分钟滴完，保温反应1小时后降温至40℃，最后加入纳米气相二氧化硅10kg，搅拌速度控制在80转/分钟，搅拌2小时，制得节能、环保、抗流淌型水性快干胶。

实施例3：

(1)在反应釜中加入无离子水100kg，开机搅拌，搅拌速度控制在75转/分钟，边搅拌边加入乙酰乙酰化的聚乙烯醇(PVOH)15kg，确认分散后加热升温至85℃保温3小时，完全溶解后降温至45℃形成保护胶体，取出保护胶体69kg通过隔膜泵送入滴加槽中；

(2)将0.1kg的过硫酸铵按1∶20的比例用水稀释形成过硫酸铵溶液备用；

(3)在搅拌状态下，搅拌速度控制在65转/分钟，向上述反应釜中加入乳化剂(EFS-470)0.8kg以及加入醋酸乙烯6kg，搅拌10分钟后升温至65℃，加入过硫酸铵溶液1kg，自然反应1小时，温度升至75℃-85℃，引发聚合生成种子乳液；

(4)将搅拌速率控制在65转/分钟，向步骤(3)的种子乳液中通过三口滴加装置同时滴加醋酸乙烯110kg、保护胶体69kg、过硫酸铵1kg，醋酸乙烯的滴加速度为15.7kg/小时，保护胶体的滴加速度为9.8kg/小时，过硫酸铵的滴加速度为0.14kg/分钟，温度控制78℃-85℃，7小时滴加结束；

(5)将步骤(4)中的胶体加热升温至88℃保温熟化反应1小时，滴加环保增塑剂环氧大豆油6kg，40分钟滴完，保温反应1小时后降温至50℃，加入纳米蒙托土5kg搅拌速度控制在100转/分钟，搅拌2小时，制得节能、环保、抗流淌型水性快干胶。

上述实施例1-3所得节能环保抗流淌型水性快干胶的检测结果见下表：

Claims (4)

1.一种节能环保抗流淌型水性快干胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应釜中加入重量组份为100的无离子水开机搅拌，搅拌速度控制在65-75转/分钟，边搅拌边缓慢加入重量组份为6-15的乙酰乙酰化聚乙烯醇，分散后打开蒸汽阀加热，加热升温至85℃-90℃，保温溶解1-3小时，完全溶解后降温至40℃-50℃形成保护胶体，取出重量组份为63-69的保护胶体通过隔膜泵送入滴加槽中备用；

(2)将重量组份为0.1-0.3的过硫酸铵按1∶20的比例用水稀释形成过硫酸铵溶液备用；

(3)在搅拌状态下，搅拌速度控制在55-65转/分钟，向上述反应釜中加入重量组份为0.1-0.8的乳化剂，以及加入重量组份为6-18的醋酸乙烯，搅拌10分钟后加热升温至58℃-65℃，加入步骤(2)中过硫酸铵溶液重量组份的30％-50％，自然反应1-1.5小时，温度升至75℃-85℃，引发聚合生成种子乳液；

(4)将搅拌速度控制在55-65转/分钟，向步骤(3)的种子乳液中通过三口滴加装置同时滴加重量组份为68-110的醋酸乙烯、重量组份为1-3.6的过硫酸铵溶液以及步骤(1)滴加槽中备用的重量组份为63-69的保护胶体，4-7小时滴加结束形成胶体；

(5)将步骤(4)中的胶体加热升温至85℃-90℃，保温熟化反应1-1.5小时后匀速滴加重量组份为6-11的增塑剂，20-40分钟滴完，保温反应0.5-1小时后降温至40℃-50℃，最后加入重量组份为3-10的填料，搅拌速度控制在80-100转/分钟，搅拌1-2小时制得节能环保抗流淌型水性快干胶。

2.根据权利要求1所述的一种节能环保抗流淌型水性快干胶的制备方法，其特征在于：所述的增塑剂为环氧大豆油。

3.根据权利要求1所述的一种节能环保抗流淌型水性快干胶的制备方法，其特征在于：所述的乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AO-9或乳化剂O或乳化剂EFS-470。

4.根据权利要求1所述的一种节能环保抗流淌型水性快干胶的制备方法，其特征在于：所述的填料为纳米蒙托土或纳米气相二氧化硅。