本发明涉及高分子材料制备技术领域，具体为一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液及其制备方法。
背景技术：
聚醋酸乙烯类乳液是以醋酸乙烯为单体，水为分散介质，进行乳液聚合而得。由于聚醋酸乙烯乳液具有胶黏强度较高、固化速度较快、使用方便、价格便宜、无毒安全、无环境污染等特点，适用于木材加工、家具制造、建筑装修、书籍装订、织物处理、卷烟接嘴、汽车内装饰等胶黏剂的制备。
目前，在各个领域中广泛使用的pvac乳液，一般为阴离子或非离子型乳液，即以水溶性高分子作为保护胶体，配合少量非离子或阴离子型表面活性剂组成乳化体系，采用过氧化物或氧化-还原引发体系，通过自由基引发聚合形成的高分子乳液。而阳离子聚合物乳液表面或其自身带正电荷，在很多方面具有阴离子或非离子型聚合物乳液不可比拟的功能。
在玻璃纤维毡纱的制作过程中，经常需要用到阳离子型醋酸乙烯乳液。通过现有工艺制备的醋酸乙烯乳液虽然固化速度较快，使用也比较方便。但是其本身抗菌剂耐老化性能相对较差；而且其粘接性能及力学性能仍需进一步地改善。
基于此，本发明提供了一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液及其制备方法，以解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液及其制备方法，所制备的阳离子型醋酸乙烯乳液不仅具有很好的粘接性能及力学性能；还具有很好的抗菌性能及耐老化性能，有效地提高了其品质与质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液，由以下重量份原料组成：80～90份醋酸乙烯、10～15份叔碳酸乙烯酯共聚乳液、8～12份甲基丙烯酸乙酯、4～6份聚乙烯醇、8～12份邻苯二甲酸二辛酯、2.5～3.6份kgs-999有机硅季铵盐抗菌剂、0.04～0.07份乙二胺四乙酸二钠、5～8份功能助剂、4～7份乳化剂、0.3～0.6份调节剂、1.0～1.3份引发剂及100～120份去离子水。
更进一步地，所述功能助剂的制备方法包括以下步骤：
一、基体材料的制备；
按照1:8～10的物质的量之比，分别称取适量的铈盐及尿素，并将之投入适量的温度为40～50℃的去离子水中，经超声搅拌至铈盐及尿素完全溶解后，向所得的溶液中投入适量的分散剂，超声分散20～30min；然后将所得的混合组分在温度为90～120℃的温度下陈化处理20～50h；待陈化完毕后，对混合组分进行高速离心分离，所得固体组分依次用去离子水及无水乙醇洗涤干净后，再分别对其进行烘干及高温煅烧处理，所得固体粉末即为基体材料；
二、改性基体材料的制备；
向浓度为60～70％的乙醇溶液中分别加入质量为其2.5～3.8％的椰油基葡糖苷及15～25％的十二烷基二甲基苄基氯化铵；机械搅拌混合均匀后，将上述所得的基体材料按0.08～0.15g/ml的固液比投至其中，经超声分散10～20min后，向其中加入质量为基体材料30～45％的改性剂；然后将所得的混合组分的温度升至50～65℃，并在此温度下保温反应3～5h；反应完毕后，对混合组分依次进行过滤、水洗、醇洗及干燥处理后，所得固体粉末即为改性基体材料成品。
更进一步地，所述乳化剂选用双十烷基二甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵中的任意一种。
更进一步地，所述调节剂选用碳酸氢钠、磷酸氢二铵中的任意一种。
更进一步地，所述引发剂选用偶氮二异丙基咪唑啉、2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐中的任意一种。
更进一步地，所述基体材料的制备的工序中，所用铈盐选用硝酸铈或硫酸铈，且铈盐与去离子水的配比为0.05～0.1g/ml。
更进一步地，所述改性基体材料的制备工序中，所用分散剂选用辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的任意一种，且其用量为溶液的3.0～4.2％。
更进一步地，所述改性基体材料的制备工序中，所述改性剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
更进一步地，所述聚乙烯醇的醇解度为80～90％，聚合度为600～3000。
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液的制备方法，包括以下步骤：
s1、按上述配方准确称取各原料，并将醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯共聚乳液、甲基丙烯酸乙酯及二分之一量的乳化剂投入混料釜中，机械混合搅拌均匀后，将所得混合乳液保存，备用；
s2、将去离子水、聚乙烯醇、引发剂、剩余乳化剂及混合乳液投入反应釜中，机械混合搅拌30～40min后，将反应釜内的温度升至60～70℃，并在此温度下保温反应5～10min；
s3、向釜中加入调节剂及剩余原料，将反应釜内的温度升至70～80℃；并在此温度下保温放置1～2h；待反应完毕后，将釜内温度降至30℃以下；然后经出料及包装处理后，即得玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中以铈盐及尿素等为原料，所制备的基体材料本身为纳米级的多孔微粒。多孔结构使得基体材料本身具有很大的比表面积。然后通过将之浸没在含有椰油基葡糖苷及十二烷基二甲基苄基氯化铵的乙醇溶液中，在椰油基葡糖苷的作用下十二烷基二甲基苄基氯化铵能充分分散在乙醇溶液中，而基体材料在椰油基葡糖苷的作用下团聚现象有效地减小。从而保证了基体材料均匀地分散在乙醇溶液中。通过机械搅拌混合使得十二烷基二甲基苄基氯化铵能均匀地贴附在基体材料的表面及其孔隙中。最后加入改性剂使得其与基体材料表面的羟基自由基发生化学反应，从而将十二烷基二甲基苄基氯化铵有效地固定在基体材料的表面及其孔隙中。功能添加剂与kgs-999有机硅季铵盐抗菌剂共同作为阳离子型醋酸乙烯乳液的原料，能有效地改善阳离子型醋酸乙烯乳液的抗菌性能的同时，还能有效地改善其抗老化性能，有效地延长其使用寿命。
2、本发明中以醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯共聚乳液、甲基丙烯酸乙酯等为原料，所制备的阳离子型醋酸乙烯乳液不仅具有很好的防水性能。而乙二胺四乙酸二钠及邻苯二甲酸二辛酯的配合使用使得其还具有很好的粘接性能及力学性能。有效地提升了阳离子型醋酸乙烯乳液的品质与质量。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液，由以下重量份原料组成：80份醋酸乙烯、10份叔碳酸乙烯酯共聚乳液、8份甲基丙烯酸乙酯、4份聚乙烯醇、8份邻苯二甲酸二辛酯、2.5份kgs-999有机硅季铵盐抗菌剂、0.04份乙二胺四乙酸二钠、5份功能助剂、4份乳化剂、0.3份调节剂、1.0份引发剂及100份去离子水。
功能助剂的制备方法包括以下步骤：
一、基体材料的制备；
按照1:8的物质的量之比，分别称取适量的铈盐及尿素，并将之投入适量的温度为40℃的去离子水中，经超声搅拌至铈盐及尿素完全溶解后，向所得的溶液中投入适量的分散剂，超声分散20min；然后将所得的混合组分在温度为90℃的温度下陈化处理20h；待陈化完毕后，对混合组分进行高速离心分离，所得固体组分依次用去离子水及无水乙醇洗涤干净后，再分别对其进行烘干及高温煅烧处理，所得固体粉末即为基体材料；
二、改性基体材料的制备；
向浓度为60～70％的乙醇溶液中分别加入质量为其2.5％的椰油基葡糖苷及15％的十二烷基二甲基苄基氯化铵；机械搅拌混合均匀后，将上述所得的基体材料按0.08g/ml的固液比投至其中，经超声分散10min后，向其中加入质量为基体材料30％的改性剂；然后将所得的混合组分的温度升至50℃，并在此温度下保温反应3h；反应完毕后，对混合组分依次进行过滤、水洗、醇洗及干燥处理后，所得固体粉末即为改性基体材料成品。
乳化剂选用双十烷基二甲基溴化铵。
调节剂选用碳酸氢钠。
引发剂选用偶氮二异丙基咪唑啉。
基体材料的制备的工序中，所用铈盐选用硝酸铈，且铈盐与去离子水的配比为0.05g/ml。
改性基体材料的制备工序中，所用分散剂选用辛基酚聚氧乙烯醚，且其用量为溶液的3.0％。
改性基体材料的制备工序中，改性剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
聚乙烯醇的醇解度为80％，聚合度为600。
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液的制备方法，包括以下步骤：
s1、按上述配方准确称取各原料，并将醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯共聚乳液、甲基丙烯酸乙酯及二分之一量的乳化剂投入混料釜中，机械混合搅拌均匀后，将所得混合乳液保存，备用；
s2、将去离子水、聚乙烯醇、引发剂、剩余乳化剂及混合乳液投入反应釜中，机械混合搅拌30min后，将反应釜内的温度升至60℃，并在此温度下保温反应5min；
s3、向釜中加入调节剂及剩余原料，将反应釜内的温度升至70℃；并在此温度下保温放置1h；待反应完毕后，将釜内温度降至30℃以下；然后经出料及包装处理后，即得玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液成品。
实施例2
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液，由以下重量份原料组成：85份醋酸乙烯、12份叔碳酸乙烯酯共聚乳液、10份甲基丙烯酸乙酯、4.5份聚乙烯醇、9份邻苯二甲酸二辛酯、3.0份kgs-999有机硅季铵盐抗菌剂、0.05份乙二胺四乙酸二钠、6份功能助剂、5份乳化剂、0.4份调节剂、1.1份引发剂及110份去离子水。
功能助剂的制备方法包括以下步骤：
一、基体材料的制备；
按照1:9的物质的量之比，分别称取适量的铈盐及尿素，并将之投入适量的温度为45℃的去离子水中，经超声搅拌至铈盐及尿素完全溶解后，向所得的溶液中投入适量的分散剂，超声分散25min；然后将所得的混合组分在温度为100℃的温度下陈化处理30h；待陈化完毕后，对混合组分进行高速离心分离，所得固体组分依次用去离子水及无水乙醇洗涤干净后，再分别对其进行烘干及高温煅烧处理，所得固体粉末即为基体材料；
二、改性基体材料的制备；
向浓度为65％的乙醇溶液中分别加入质量为其3.0％的椰油基葡糖苷及18％的十二烷基二甲基苄基氯化铵；机械搅拌混合均匀后，将上述所得的基体材料按0.1g/ml的固液比投至其中，经超声分散15min后，向其中加入质量为基体材料35％的改性剂；然后将所得的混合组分的温度升至55℃，并在此温度下保温反应4h；反应完毕后，对混合组分依次进行过滤、水洗、醇洗及干燥处理后，所得固体粉末即为改性基体材料成品。
乳化剂选用十二烷基三甲基溴化铵。
调节剂选用磷酸氢二铵。
引发剂选用2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐。
基体材料的制备的工序中，所用铈盐选用硫酸铈，且铈盐与去离子水的配比为0.06g/ml。
改性基体材料的制备工序中，所用分散剂选用壬基酚聚氧乙烯醚，且其用量为溶液的3.5％。
改性基体材料的制备工序中，改性剂选用γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
聚乙烯醇的醇解度为85％，聚合度为2000。
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液的制备方法，包括以下步骤：
s1、按上述配方准确称取各原料，并将醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯共聚乳液、甲基丙烯酸乙酯及二分之一量的乳化剂投入混料釜中，机械混合搅拌均匀后，将所得混合乳液保存，备用；
s2、将去离子水、聚乙烯醇、引发剂、剩余乳化剂及混合乳液投入反应釜中，机械混合搅拌35min后，将反应釜内的温度升至65℃，并在此温度下保温反应8min；
s3、向釜中加入调节剂及剩余原料，将反应釜内的温度升至75℃；并在此温度下保温放置1h；待反应完毕后，将釜内温度降至30℃以下；然后经出料及包装处理后，即得玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液成品。
实施例3
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液，由以下重量份原料组成：88份醋酸乙烯、14份叔碳酸乙烯酯共聚乳液、11份甲基丙烯酸乙酯、5份聚乙烯醇、10份邻苯二甲酸二辛酯、3.2份kgs-999有机硅季铵盐抗菌剂、0.06份乙二胺四乙酸二钠、7份功能助剂、6份乳化剂、0.5份调节剂、1.2份引发剂及115份去离子水。
功能助剂的制备方法包括以下步骤：
一、基体材料的制备；
按照1:9的物质的量之比，分别称取适量的铈盐及尿素，并将之投入适量的温度为45℃的去离子水中，经超声搅拌至铈盐及尿素完全溶解后，向所得的溶液中投入适量的分散剂，超声分散25min；然后将所得的混合组分在温度为110℃的温度下陈化处理40h；待陈化完毕后，对混合组分进行高速离心分离，所得固体组分依次用去离子水及无水乙醇洗涤干净后，再分别对其进行烘干及高温煅烧处理，所得固体粉末即为基体材料；
二、改性基体材料的制备；
向浓度为605％的乙醇溶液中分别加入质量为其3.5％的椰油基葡糖苷及20％的十二烷基二甲基苄基氯化铵；机械搅拌混合均匀后，将上述所得的基体材料按0.12g/ml的固液比投至其中，经超声分散15min后，向其中加入质量为基体材料40％的改性剂；然后将所得的混合组分的温度升至60℃，并在此温度下保温反应4h；反应完毕后，对混合组分依次进行过滤、水洗、醇洗及干燥处理后，所得固体粉末即为改性基体材料成品。
乳化剂选用双十烷基二甲基溴化铵。
调节剂选用碳酸氢钠。
引发剂选用偶氮二异丙基咪唑啉。
基体材料的制备的工序中，所用铈盐选用硝酸铈，且铈盐与去离子水的配比为0.08g/ml。
改性基体材料的制备工序中，所用分散剂选用辛基酚聚氧乙烯醚，且其用量为溶液的4.0％。
改性基体材料的制备工序中，改性剂选用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
聚乙烯醇的醇解度为85％，聚合度为2500。
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液的制备方法，包括以下步骤：
s1、按上述配方准确称取各原料，并将醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯共聚乳液、甲基丙烯酸乙酯及二分之一量的乳化剂投入混料釜中，机械混合搅拌均匀后，将所得混合乳液保存，备用；
s2、将去离子水、聚乙烯醇、引发剂、剩余乳化剂及混合乳液投入反应釜中，机械混合搅拌35min后，将反应釜内的温度升至605℃，并在此温度下保温反应8min；
s3、向釜中加入调节剂及剩余原料，将反应釜内的温度升至75℃；并在此温度下保温放置2h；待反应完毕后，将釜内温度降至30℃以下；然后经出料及包装处理后，即得玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液成品。
实施例4
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液，由以下重量份原料组成：90份醋酸乙烯、15份叔碳酸乙烯酯共聚乳液、12份甲基丙烯酸乙酯、6份聚乙烯醇、12份邻苯二甲酸二辛酯、3.6份kgs-999有机硅季铵盐抗菌剂、0.07份乙二胺四乙酸二钠、8份功能助剂、7份乳化剂、0.6份调节剂、1.3份引发剂及120份去离子水。
功能助剂的制备方法包括以下步骤：
一、基体材料的制备；
按照1:10的物质的量之比，分别称取适量的铈盐及尿素，并将之投入适量的温度为50℃的去离子水中，经超声搅拌至铈盐及尿素完全溶解后，向所得的溶液中投入适量的分散剂，超声分散30min；然后将所得的混合组分在温度为120℃的温度下陈化处理50h；待陈化完毕后，对混合组分进行高速离心分离，所得固体组分依次用去离子水及无水乙醇洗涤干净后，再分别对其进行烘干及高温煅烧处理，所得固体粉末即为基体材料；
二、改性基体材料的制备；
向浓度为70％的乙醇溶液中分别加入质量为其3.8％的椰油基葡糖苷及25％的十二烷基二甲基苄基氯化铵；机械搅拌混合均匀后，将上述所得的基体材料按0.15g/ml的固液比投至其中，经超声分散20min后，向其中加入质量为基体材料45％的改性剂；然后将所得的混合组分的温度升至65℃，并在此温度下保温反应5h；反应完毕后，对混合组分依次进行过滤、水洗、醇洗及干燥处理后，所得固体粉末即为改性基体材料成品。
乳化剂选用十二烷基三甲基溴化铵。
调节剂选用磷酸氢二铵。
引发剂选用2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐。
基体材料的制备的工序中，所用铈盐选用硫酸铈，且铈盐与去离子水的配比为0.1g/ml。
改性基体材料的制备工序中，所用分散剂选用壬基酚聚氧乙烯醚，且其用量为溶液的4.2％。
改性基体材料的制备工序中，改性剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
聚乙烯醇的醇解度为90％，聚合度为3000。
一种玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液的制备方法，包括以下步骤：
s1、按上述配方准确称取各原料，并将醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯共聚乳液、甲基丙烯酸乙酯及二分之一量的乳化剂投入混料釜中，机械混合搅拌均匀后，将所得混合乳液保存，备用；
s2、将去离子水、聚乙烯醇、引发剂、剩余乳化剂及混合乳液投入反应釜中，机械混合搅拌40min后，将反应釜内的温度升至70℃，并在此温度下保温反应10min；
s3、向釜中加入调节剂及剩余原料，将反应釜内的温度升至80℃；并在此温度下保温放置2h；待反应完毕后，将釜内温度降至30℃以下；然后经出料及包装处理后，即得玻璃纤维毡纱用阳离子型醋酸乙烯乳液成品。
对比例1：本实施例所提供的阳离子型醋酸乙烯乳液及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：其原料中不含功能助剂；
对比例2：本实施例所提供的阳离子型醋酸乙烯乳液及其制备方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：其原料中不含kgs-999有机硅季铵盐抗菌剂；
对比例3：山东省济南市某新材料公司生产的阳离子型醋酸乙烯乳液产品。
性能测试
分别将通过本发明中实施例1～4制备的阳离子型醋酸乙烯乳液记做实验例1～4；对比例1～3制备的阳离子型醋酸乙烯乳液记做对比例1～3。然后对实施例1～4及对比例1～3制备的阳离子型醋酸乙烯乳液进行性能测试，并将所得的每组数据记录于下表：
表1
表2
注：耐水性试验:将上述各组粘接好的玻璃纤维毡纱分别放入温水(25℃)和热水(80℃)中浸泡，测定试样开胶的时间；
由表1及表2中的相关数据可知，根据本发明所制备的阳离子型醋酸乙烯乳液不仅具有很好的粘接性能及力学性能；还具有很好的抗菌性能及耐老化性能，有效地提高了其品质与质量。由此表明本发明制备的阳离子型醋酸乙烯乳液具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。