一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂及其制备方法
【专利摘要】一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂及其制备方法，组分为聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、氧化还原引发剂、缓冲剂和水，按质量份数计各配比为：聚乙烯醇2-4份，醋酸乙烯酯45-49份，氧化还原引发剂中的氧化剂0.08-0.2份，氧化还原引发剂中的还原剂0.08-0.18份，缓冲剂0.09-0.15份，水50份。（1）应用本发明的方法制得的聚醋酸乙烯酯胶黏剂，由于采用氧化还原引发体系制备，可以在低温下高效进行，制备工艺简单；（2）制备得到的聚醋酸乙烯酯胶黏剂，与普通的1788和1799保护胶体相比，其耐水性可以达到欧洲D3的标准，耐水性能好。
【专利说明】一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种木材粘合剂，尤其是一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 聚醋酸乙烯（PVAc)乳液作为一种水基胶粘剂与其它溶剂型胶粘剂相比具有绿色 环保的优势，随着人们对生活品质的要求越来越高，它也越来越受青睐。广泛应用于乳胶漆 制造、建筑装修、家具制造、造纸及纸品加工、木材加工、书籍装订、汽车内饰、卷烟接嘴等多 个领域。但是在木地板拼接、家具拼板等方面，PVAc乳液难以满足其耐水性和粘接强度的 要求，还有待提高。为了改善它的性能比如成膜速度、玻璃化温度、拉伸强度、耐热耐水的性 能，人们通过将之共混改性或者与其它单体共聚进行改性。但是这种方法不仅复杂，而且提 高了聚合物工业化的成本，不利于生产。有学者指出，通过使用合适的保护胶体，也能够使 乳液聚合得到的PVAc拥有很好的拉伸强度及耐热耐水性能。
[0003] 保护胶体是一种具有保护性能的稳定剂，既能在乳液中起到保护作用，且其本身 也具有一定的分散能力。它在聚醋酸乙烯酯乳液中的分布呈三种情况：分散在水相中；物 理吸附在乳胶粒子表面起保护作用；与乳胶粒子进行化学接枝。有学者指出，通过使用合 适的保护胶体，也能够使乳液聚合得到的PVAc拥有很好的拉伸强度及耐热耐水性能。将保 护胶体进行改性可以有效地提高聚醋酸乙烯的耐水性，如缩醛化，乙酰乙酰化，或者使用乙 烯-乙烯醇共聚物作保护胶体。
[0004] 引发剂的种类和用量会直接影响聚合反应速率、聚合物产物的性能。传统的乳液 聚合中使用的引发剂是热分解引发剂，它包括偶氮类和无机过氧化物类引发剂如AIBN、过 硫酸钾（KPS)、过硫酸铵（APS)、过氧化苯甲酰（BPO)等。通常它们的反应活性较低，在较高 温度下才能进行分解引发聚合。而氧化-还原引发剂体系的活化能较低，在低温下也能较 快地引发单体聚合。
【发明内容】
[0005] 解决的技术问题：本发明的目的在于提供一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂及其 制备方法，解决现在粘合剂粘结强度低、耐水性差等问题，得到绿色环保的胶黏剂。
[0006] 技术方案：一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，组分为聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、氧 化还原引发剂、缓冲剂和水,按质量份数计各配比为：聚乙烯醇2-4份，醋酸乙烯酯45-49 份，氧化还原引发剂中的氧化剂0. 08-0. 2份，氧化还原引发剂中的还原剂0. 08-0. 18份，缓 冲剂0. 09-0. 15份，水50份。
[0007] 所述聚乙烯醇为 PVA NH-26，PVA-217、PVA-117、Z-200、WR-14、RS-2117、1788、1799 中的至少一种。
[0008] 所述氧化还原引发体系优选过硫酸铵/亚硫酸氢钠，叔丁基过氧化氢/吊白块，过 硫酸钠/亚硫酸氢钠或酒石酸/双氧水中的一种。
[0009] 所述缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸氢钾、醋酸钠、磷酸氢二钠中的至少一种。
[0010] 耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂的制备方法，步骤为：
[0011] (a)聚乙烯醇中加入去离子水，升温到90-95°C左右搅拌溶解；
[0012] (b)待聚乙烯醇充分溶解后，降温至55_65°C加入缓冲剂，第一批醋酸乙烯单体， 氧化还原剂，然后升温至70-80°C聚合反应；
[0013] (C)待反应无回流，滴加剩余的醋酸乙烯单体和氧化还原引发剂，保温半小时后降 温过滤出料。
[0014] 所述先后加入的两批醋酸乙烯单体质量比例为3:97-5:95 ;先后加入的两批氧化 还原剂质量比例为3:7或4:6。
[0015] 有益效果：（1)应用本发明的方法制得的聚醋酸乙烯酯胶黏剂，由于采用氧化还 原引发体系制备，可以在低温下高效进行，制备工艺简单；（2)制备得到的聚醋酸乙烯酯胶 黏剂，与普通的1788和1799保护胶体相比，其耐水性可以达到欧洲D3的标准，耐水性能 好。
【具体实施方式】
[0016] 以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离 本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明 的范围。
[0017] 若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0018] 总单体即指醋酸乙烯单体。
[0019] 实施例1 :
[0020] 一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，组分为聚乙烯醇PVA、醋酸乙烯酯VAc、氧化 还原引发剂、缓冲剂，各配比为（按质量份数计）：聚乙烯醇1788 :1. 5份、1799 :1. 5份；醋 酸乙烯酯47份；氧化还原引发剂：过硫酸铵0. 1份，亚硫酸氢钠0. 1份；醋酸钠0. 02份，磷 酸氢二钠0. 11份，去离子水50份。
[0021] (a)在四口烧瓶中加入去离子水和聚乙烯醇，升温到90°C左右搅拌溶解；
[0022] (b)等聚乙烯醇充分溶解后，降温至65°C加入称量好的缓冲剂：醋酸钠，磷酸氢二 钠，部分（占总VAc单体3质量份）醋酸乙烯单体，氧化剂0. 03质量份，还原剂0. 03质量 份，然后升温至70°C聚合反应；
[0023] (C)待反应无回流滴加剩余的醋酸乙烯单体和剩余的氧化剂0. 07质量份，还原剂 〇. 07份，保温半小时后降温过滤出料。
[0024] 制备的乳胶固含49.0%。
[0025] 实施例2 :
[0026] -种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，组分为聚乙烯醇PVA、醋酸乙烯酯VAc、氧化 还原引发剂、缓冲剂，各配比为（按质量份数计）：聚乙烯醇PVA-217 :1份，PVA-117 :1份； 醋酸乙烯酯49份；氧化还原引发剂：叔丁基过氧化氢0. 1份，吊白块还原剂0. 1份；碳酸氢 钾〇. 15份；去离子水50份。
[0027] (a)在四口烧瓶中加入去离子水和聚乙烯醇，升温到95°C左右搅拌溶解；
[0028] (b)等聚乙烯醇充分溶解后，降温至60°C加入称量好的缓冲剂，部分醋酸乙烯单 体（占总VAc单体5质量份），氧化剂0. 03质量份，还原剂0. 03质量份，然后升温至72°C 聚合反应；
[0029] (C)待反应无回流滴加剩余的醋酸乙烯单体和剩余的氧化剂0. 07质量份，还原剂 〇. 07质量份，保温半小时后降温过滤出料。
[0030] 制备的乳胶固含49. 8%。
[0031] 实施例3:
[0032] -种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，组分为聚乙烯醇PVA、醋酸乙烯酯VAc、氧化 还原引发剂、缓冲剂,各配比为（按质量份数计）：聚乙烯醇WR-14 :2. 5份，醋酸乙烯酯48 份，氧化还原引发剂：过硫酸钠0. 14份，亚硫酸氢钠0. 18份；碳酸氢钠0. 09份；水50份。
[0033] (a)在四口烧瓶中加入去离子水和聚乙烯醇，升温到95°C左右搅拌溶解；
[0034] (b)等聚乙烯醇充分溶解后，降温至55°C加入称量好的缓冲剂，部分醋酸乙烯单 体（占总VAc单体4质量份），氧化剂0. 056质量份，还原剂0. 072质量份，然后升温至75°C 聚合反应；
[0035] (c)待反应无回流滴加剩余的醋酸乙烯单体和剩余的氧化剂0. 084质量份，还原 剂0. 108质量份，保温半小时后降温过滤出料。
[0036] 制备的乳胶固含49. 9%。
[0037] 实施例4 :
[0038] -种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，组分为聚乙烯醇PVA、醋酸乙烯酯VAc、氧化 还原引发齐U、缓冲剂，各配比为（按质量份数计）：聚乙烯醇Z-200:3份；醋酸乙烯酯47份， 氧化还原引发剂：过硫酸钠0. 11份，亚硫酸氢钠0. 13份；醋酸钠0. 03份，磷酸氢二钠0. 12 份；水50份。
[0039] (a)在四口烧瓶中加入去离子水和聚乙烯醇，升温到95°C左右搅拌溶解；
[0040] (b)等聚乙烯醇充分溶解后，降温至65°C加入称量好的缓冲剂，部分醋酸乙烯单 体（占总VAc单体3质量份），氧化剂0. 044质量份，还原剂0. 052质量份，然后升温至73°C 聚合反应；
[0041] (c)待反应无回流滴加剩余的醋酸乙烯单体和剩余的氧化剂0. 066质量份，还原 剂0. 078质量份，保温半小时后降温过滤出料。
[0042] 制备的乳胶固含49. 5%。
[0043] 实施例5 :
[0044] 一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，组分为聚乙烯醇PVA、醋酸乙烯酯VAc、氧化 还原引发剂、缓冲剂，各配比为（按质量份数计）：聚乙烯醇PVA :NH-261. 8份，PVA 217:2. 2 份；醋酸乙烯酯45份；氧化还原引发剂：叔丁基过氧化氢0. 1份，吊白块还原剂0. 08份；醋 酸钠〇. 1份；水50份。
[0045] (a)在四口烧瓶中加入去离子水和聚乙烯醇，升温到95°C左右搅拌溶解；
[0046] (b)等聚乙烯醇充分溶解后，降温至60°C加入称量好的缓冲剂，部分醋酸乙烯单 体（占总VAc单体4质量份），，氧化剂0. 03质量份，还原剂0. 024质量份，然后升温至73°C 聚合反应；
[0047] (c)待反应无回流滴加剩余的醋酸乙烯单体和剩余的氧化剂0. 07质量份，还原剂 〇. 056质量份，保温半小时后降温过滤出料。
[0048] 制备的乳胶固含48. 9%。
[0049] 实施例6 :
[0050] -种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，组分为聚乙烯醇PVA、醋酸乙烯酯VAc、氧化 还原引发剂、缓冲剂，各配比为（按质量份数计）：聚乙烯醇RS-2117 :3. 2份；醋酸乙烯酯47 份；氧化还原引发剂：双氧水0. 08份，酒石酸0. 18份；醋酸钠0. 1份；水50份。
[0051] (a)在四口烧瓶中加入去离子水和聚乙烯醇，升温到95°C左右搅拌溶解；
[0052] (b)等聚乙烯醇充分溶解后，降温至65°C加入称量好的缓冲剂，部分醋酸乙烯单 体（占总单体3质量份），，氧化剂0. 032质量份，还原剂0. 072质量份，然后升温至75°C聚 合反应；
[0053] (c)待反应无回流滴加剩余的醋酸乙烯单体和剩余的氧化剂0. 048质量份，还原 剂0. 108质量份，保温半小时后降温过滤出料。
[0054] 制备的乳胶固含49. 8%。
[0055] 压制西南桦二层胶合板，进行粘接试件剪切强度的检测，按照BS EN 205-2003标 准进行测试。
【权利要求】
1. 一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，其特征在于，组分为聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、氧 化还原引发剂、缓冲剂和水，按质量份数计各配比为：聚乙烯醇2-4份，醋酸乙烯酯45-49 份，氧化还原引发剂中的氧化剂0. 08-0. 2份，氧化还原引发剂中的还原剂0. 08-0. 18份，缓 冲剂0. 09-0. 15份，水50份。
2. 如权利要求1所述的一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，其特征在于所述聚乙烯醇 为 PVA NH-26, PVA-217、PVA-117、Z-200、WR-14、RS-2117、1788、1799 中的至少一种。
3. 如权利要求1所述的一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，其特征在于所述氧化还原 引发剂组合优选过硫酸铵/亚硫酸氢钠，叔丁基过氧化氢/吊白块，过硫酸钠/亚硫酸氢钠 或酒石酸/双氧水中的一种。
4. 如权利要求1所述的一种耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂，其特征在于所述缓冲剂为 碳酸氢钠、碳酸氢钾、醋酸钠、磷酸氢二钠中的至少一种。
5. 权利要求1~4任一所述耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂的制备方法，其特征在于步骤 为： (a) 聚乙烯醇中加入去离子水，升温到90-95°C左右搅拌溶解； (b) 待聚乙烯醇充分溶解后，降温至55-65°C加入缓冲剂，第一批醋酸乙烯单体，氧化还 原剂，然后升温至70-80°C聚合反应； (c) 待反应无回流，滴加剩余的醋酸乙烯单体和氧化还原引发剂，保温半小时后降温过 滤出料。
6. 根据权利要求5所述耐水聚醋酸乙烯酯木材胶黏剂的制备方法，其特征在于所述先 后加入的两批醋酸乙烯单体质量比例为3:97-5:95 ;先后加入的两批氧化还原剂质量比例 为 3:7 或 4:6。
【文档编号】C08F118/08GK104403608SQ201410614260
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】储富祥, 程增会, 王春鹏, 刘美红, 刘玉鹏 申请人:中国林业科学研究院林产化学工业研究所