CN108034017A - 一种红木用拼板胶乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种红木用拼板胶乳液及其制备方法，属于胶黏剂技术领域，使用该乳液制备的拼板胶粘接牢度高，耐沸水煮能力强，耐候性好。该红木用拼板胶乳液，各组份及其重量份数组成为：聚乙烯醇30～35份，碳酸氢钠2～3份，乳化剂15～20份，引发剂3～4份，甲基丙烯酸甲酯40～80份，醋酸乙烯450～500份，丙烯酸‑2‑羟乙酯5～10份，丙烯酸‑4‑羟基丁酯10～15份，丙烯酸1～2份，有机硅氧烷3～5份，正十二烷基硫醇0.5～1份，亚硫酸氢钠0.5～1份，消泡剂0.5～1份，防腐剂2～3份和去离子水450～500份。本发明所提供的红木拼板胶乳液用于制备拼板胶，可有效用于红木拼接过程中。
Description
技术领域
本发明属于胶黏剂技术领域，尤其涉及一种红木用拼板胶中使用的乳液及其制备方法。
背景技术
我国是世界上木材及木制品的生产和消费大国，同时也是人均占有森林资源最少的国家，木材的供需矛盾非常尖锐。拼板胶作为一种木材胶粘剂，能够将木材加工剩余物和短小级木材拼接成大面积的集成材，对于木材的有效利用起着很重要的作用。
红木特指紫檀木、花梨木、黑酸枝、红酸枝、鸡翅木等珍贵木材，木质硬重、强度高，拼接难度大。传统的“三醛”胶粘剂、聚醋酸乙烯酯胶粘剂胶层较脆，粘接后容易开裂，耐沸水煮能力、耐候性差。
发明内容
本发明提供了一种红木用拼板胶乳液及其制备方法，该乳液用于制备拼板胶，使其粘接牢度高，耐沸水煮能力强，耐候性好，可有效用于红木拼接。
为了达到上述目的，本发明提供了一种红木用拼板胶乳液，各组份及其重量份数组成为：
在上述技术方案中，添加有机硅氧烷作为交联单体，有机硅氧烷含有甲基丙烯酰氧基有机基和甲氧基硅烷基无机基的双官能团，同时具备有机反应性与无机反应性，有机/无机界面处可以与有机基硅烷发生化学键结，从而提高粘结强度。另外，配方中还添加有丙烯酸-4-羟基丁酯，其是一种分子内含有羟基和“C＝C”双键的丙烯酸酯，易与其他含有“C＝C”双键的单体共聚，共聚物中氢氧基的位置远离主链，酯基长，反应自由度高，因而易于与固化剂二苯基甲烷二异氰酸酯中的异氰酸酯基团发生固化反应，增强粘结牢度。
作为优选，所述聚乙烯醇为PVA1788、PVA0588、PVA1792或PVA1799中的一种或两种以上按任意配比组成的混合物。
作为优选，所述乳化剂为烷基硫酸盐、硫基琥珀酸聚氧乙烯醚酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上按任意配比组成的混合物。
作为优选，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种。
作为优选，所述有机硅氧烷为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
作为优选，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
作为优选，所述防腐剂为苯甲酸钠。
本发明的另一方面提供了一种红木用拼板胶乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.8～1.2份引发剂溶解于5～10份去离子水中，得初引发剂；将2～2.5份引发剂溶解于40～50份去离子水中，得滴引发剂；将0.2～0.3份引发剂溶解于5～10份水中，得后引发剂；将0.5～1份亚硫酸氢钠溶解于10～20份去离子水中，得还原剂；将1～2份聚乙烯醇溶解于8～18份去离子水中，得聚乙烯醇溶液；
将40～80份甲基丙烯酸甲酯、450～500份醋酸乙烯、5～10份丙烯酸-2-羟乙酯、10～15份丙烯酸-4-羟基丁酯、1～2份丙烯酸、3～5份有机硅氧烷、0.5～1份正十二烷基硫醇混合搅拌均匀，得混合单体；
2)将余水、29～33份聚乙烯醇加入反应釜，开动搅拌，升温至92℃，搅拌分散聚乙烯醇至完全溶解；
3)降温，将温度保持在72～75℃之间，依次加入2～3份碳酸氢钠、15～20份乳化剂以及初引发剂，然后用6小时匀速滴加混合单体和滴引发剂；随后再用0.5小时匀速滴加后引发剂；
4)升温，将温度保持在80～85℃之间，中速搅拌，保温1小时；
5)随后降温，待温度降至75℃时，用15分钟缓慢匀速加入亚硫酸氢钠溶液，然后将温度降至45℃，依次加入聚乙烯醇溶液、0.5～1份消泡剂以及2～3份防腐剂；
6)混合均匀后，放料、过滤，即得红木用拼板胶乳液。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明所提供的红木用拼板胶乳液以水为分散介质，以醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯为主单体聚合而成。其中，以有机硅氧烷作为交联单体，添加丙烯酸-4-羟基丁酯，可有效提高粘接强度。
2、本发明所提供的红木用拼板胶乳液，用于制备拼板胶，使其粘接牢度高，耐沸水煮能力强，耐候性好，满足日本《JIS K6806-2003木材用水性高分子异氰酸酯胶粘剂》和欧盟《DIN EN 204-2001用于非结构应用目的热塑性木材粘合剂的分类》标准，可广泛用于红木拼接过程中。
具体实施方式
下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
1)原料的称取：
2)制备工艺：
将1kg引发剂溶解于5kg水中，得初引发剂；将2.2kg引发剂溶解于45kg水中，得滴引发剂；将0.2kg引发剂溶解于5kg水中，得后引发剂；将0.5kg亚硫酸氢钠溶解于10kg水中，得还原剂；将1.2kg聚乙烯醇溶解于8.8kg水中，得10kg聚乙烯醇溶液。
将50kg甲基丙烯酸甲酯、485kg醋酸乙烯、7kg丙烯酸-2-羟乙酯、10kg丙烯酸-4-羟基丁酯、1kg丙烯酸、4.5kg有机硅氧烷、0.6kg正十二烷基硫醇混合搅拌均匀，得混合单体。
将425kg水、30kg聚乙烯醇加入反应釜，开动搅拌，升温至92℃，搅拌分散聚乙烯醇至完全溶解。
降温，将温度保持在72～75℃之间，依次加入2.2kg碳酸氢钠、18kg乳化剂以及初引发剂，然后用6小时匀速滴加混合单体和滴引发剂，随后再用0.5小时匀速滴加后引发剂。
升温，将温度保持在80～85℃之间，中速搅拌，保温1小时。
随后降温，待温度降至75℃时，用15分钟缓慢匀速加入亚硫酸氢钠溶液，随后将温度降至45℃，依次加入10kg聚乙烯醇溶液、0.8kg份消泡剂以及2kg防腐剂。
混合均匀后，放料、过滤，即得红木用拼板胶乳液。
实施例2
1)原料的称取：
2)制备工艺：
将1kg引发剂溶解于5kg水中，得初引发剂；将2.2kg引发剂溶解于45kg水中，得滴引发剂；将0.2kg引发剂溶解于5kg水中，得后引发剂；将0.5kg亚硫酸氢钠溶解于10kg水中，得还原剂；将1.2kg聚乙烯醇溶解于8.8kg水中，得10kg聚乙烯醇溶液。
将75kg甲基丙烯酸甲酯、465kg醋酸乙烯、7kg丙烯酸-2-羟乙酯、11.5kg丙烯酸-4-羟基丁酯、1kg丙烯酸、3kg有机硅氧烷、0.6kg正十二烷基硫醇混合搅拌均匀，得混合单体。
将425kg水、30kg聚乙烯醇加入反应釜，开动搅拌，升温至92℃，搅拌分散聚乙烯醇至完全溶解。
降温，将温度保持在72～75℃之间，依次加入2.2kg碳酸氢钠、18kg乳化剂以及初引发剂，然后用6小时匀速滴加混合单体和滴引发剂，随后再用0.5小时匀速滴加后引发剂。
升温，将温度保持在80～85℃之间，中速搅拌，保温1小时。
随后降温，待温度降至75℃时，用15分钟缓慢匀速加入亚硫酸氢钠溶液，随后将温度降至45℃，依次加入10kg聚乙烯醇溶液、0.8kg份消泡剂以及2kg防腐剂。
混合均匀后，放料、过滤，即得红木用拼板胶乳液。
性能测试
按照《HG/T 2727-2010聚乙酸乙烯酯乳液木材胶粘剂》、《HJ 2541-2016环境标志产品技术要求·胶粘剂》、《GB 18583-2008室内装饰装修材料·胶粘剂中有害物质限量》标准对实施例1至实施例2制备得到的红木用拼板胶乳液的理化性能指标进行检测，检测结果如表1所示。
表1理化性能指标检测结果
为了对以上两个实施例获得的双组份拼板胶用乳液性能进行评价，进行如下实验：以上两个实施例中获得的红木用拼板胶乳液各取1000g放入两个容器中，再分别加入400g 18％的山西三维集团股份有限公司PVA 1788聚乙烯醇溶液，混合搅拌均匀，制得双组份拼板胶主剂；按照主剂与固化剂的重量比100:12，再加入固化剂各168g万华化学集团股份有限公司二苯基甲烷二异氰酸酯，混合搅拌均匀，制得双组份拼板胶。
选用30×25×10mm花梨木试块，按照日本《JIS K6806-2003木材用水性高分子异氰酸酯胶粘剂》标准中试件的制作方法制备试件，并进行检测，检测结果如表2所示。
表2耐沸水煮能力检测结果
由表2测试数据表明，本发明制备的乳液经复配得到的红木用拼板胶基本满足日本JIS K6806-2003标准的要求，具有很高的粘接强度，耐沸水煮能力强。
按照欧盟《DIN EN 204-2001用于非结构应用目的热塑性木材粘合剂的分类》标准D4级耐候性测试方法进行检测，检测结果如表3所示。
表3耐候性检测结果
由表3测试数据表明，本发明制备的乳液经复配得到的红木用拼板胶基本满足欧盟标准DIN EN 204-D4的要求，具有优异的耐候性。
Claims (8)
1.一种红木用拼板胶乳液，其特征在于，各组份及其重量份数组成为：
2.根据权利要求1所述的红木用拼板胶乳液，其特征在于，所述聚乙烯醇为PVA1788、PVA0588、PVA1792或PVA1799中的一种或两种以上按任意配比组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的红木用拼板胶乳液，其特征在于，所述乳化剂为烷基硫酸盐、硫基琥珀酸聚氧乙烯醚酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上按任意配比组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的红木用拼板胶乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种。
5.根据权利要求1所述的红木用拼板胶乳液，其特征在于，所述有机硅氧烷为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的红木用拼板胶乳液，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
7.根据权利要求1所述的红木用拼板胶乳液，其特征在于，所述防腐剂为苯甲酸钠。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的红木用拼板胶乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将0.8～1.2份引发剂溶解于5～10份去离子水中，得初引发剂；将2～2.5份引发剂溶解于40～50份去离子水中，得滴引发剂；将0.2～0.3份引发剂溶解于5～10份水中，得后引发剂；将0.5～1份亚硫酸氢钠溶解于10～20份去离子水中，得还原剂；将1～2份聚乙烯醇溶解于8～18份去离子水中，得聚乙烯醇溶液；
将40～80份甲基丙烯酸甲酯、450～500份醋酸乙烯、5～10份丙烯酸-2-羟乙酯、10～15份丙烯酸-4-羟基丁酯、1～2份丙烯酸、3～5份有机硅氧烷、0.5～1份正十二烷基硫醇混合搅拌均匀，得混合单体；
2)将余水、29～33份聚乙烯醇加入反应釜，开动搅拌，升温至92℃，搅拌分散聚乙烯醇至完全溶解；
3)降温，将温度保持在72～75℃之间，依次加入2～3份碳酸氢钠、15～20份乳化剂以及初引发剂，然后用6小时匀速滴加混合单体和滴引发剂；随后再用0.5小时匀速滴加后引发剂；
4)升温，将温度保持在80～85℃之间，中速搅拌，保温1小时；
5)随后降温，待温度降至75℃时，用15分钟缓慢匀速加入亚硫酸氢钠溶液，然后将温度降至45℃，依次加入聚乙烯醇溶液、0.5～1份消泡剂以及2～3份防腐剂；
6)混合均匀后，放料、过滤，即得红木用拼板胶乳液。
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