本发明公开了一种改性聚乙烯醇基拼板胶的制备方法，属于粘合剂制备
技术领域：
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背景技术：
：拼板胶是指用于拼接集成材等木制品的粘合剂，适合用于非结构材及结构材用集成材等的拼板粘合。拼板胶主剂为经特别制作的具备优秀防水效果的聚醋酸乙烯酯乳液，固化剂一般为异氰酸酯。颜色为主剂乳白色粘稠液体，固化剂为浅棕色。拼板胶主剂一般可以单独用作指结胶。拼板胶是指用于拼接集成材等木制品的粘合剂。随着木材加工业、家具制造业新工艺新品种的日益发展，对其所用的胶粘剂也提出了新的要求。利用窄的板料借边面胶合以增加宽度，要求胶粘剂具有良好的耐水性及胶接强度。目前，国内用于这方面的胶粘剂大部分都是主剂外加固化剂的双组份拼板胶。拼板胶的使用市场较大，从市场调查情况看，国内使用的拼板胶有进口和国产的，很多木材类企业大都使用进口或合资企业生产的拼板胶，其胶接产品也多数出口销售。我国普遍用于各种木制品家具和装潢装修行业的胶黏剂主要有脲醛、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛胶，聚醋酸乙烯酯乳液。脲醛、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛胶产品的主要配方原料有：尿素、甲醛、三聚氰胺、催化剂和水。以上原料反应合成三醛胶的过程中，甲醛释放量高、严重污染了空气环境，对人体的危害相当大。另外三醛胶的胶层脆性大、使用寿命短。聚醋酸乙烯酯乳液产品的主要原料有醋酸乙烯酯、聚乙烯醇树脂，op引发剂、二丁酯增塑剂、小苏打、水。以上原料反应聚合而成的主剂跟固化剂反应固化后胶膜层软性大、、不耐水、不耐热。拼接后易脱胶、开裂。此种拼板胶的主剂为聚醋酸乙烯酯乳液，固化剂一般为异氰酸酯、其残留有毒性。目前市场大多为此种双组份拼板胶，现配现用，倘若超过胶的使用期限（通常为2～4小时），拼板胶会凝固失效，造成损失。因此，发明一种改性聚乙烯醇基拼板胶对粘合剂制备
技术领域：
具有积极意义。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前传统的拼板胶不耐水、不耐热以及粘接强度差，易造成拼板胶凝固失效或脱落现象，满足不了涂料市场要求的缺陷，提供了一种改性聚乙烯醇基拼板胶的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种改性聚乙烯醇基拼板胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将聚醋酸乙烯酯和去离子水混合，并搅拌，得到软化液，再将软化液、偶氮二异丁腈、乙醇溶液和氢氧化钠溶液混合置于烧杯中，继续保温搅拌反应，冷却出料，得到海绵状的聚乙烯醇；（2）将海绵状的聚乙烯醇放入双螺杆挤出机中挤出皂化废液，接着将皂化废液放入烘箱中干燥，研磨出料，得到聚乙烯醇粉末，继续将聚乙烯醇粉末和硬脂酸混合，并搅拌反应，得到改性聚乙烯醇粉末；（3）将正硅酸乙酯、无水甲醇和氨水混合置于超声分散仪中超声分散，得到分散胶液，再将分散胶液放入烘箱中干燥，研磨出料，得到自制纳米二氧化硅粉末；（4）将自制纳米二氧化硅粉末、盐酸和十二烷基苯磺酸钠混合，加热升温，并搅拌，自然冷却至室温，过滤去除滤液，得到滤渣，即为改性自制纳米二氧化硅粉末；（5）按重量份数计，分别称取32～35份改性聚乙烯醇粉末、12～15份改性自制纳米二氧化硅粉末、4～6份过硫酸铵溶液和21～24份去离子水混合置于混炼机中混炼，再添加3～5份含氢硅油和1～3份无水乙醇，继续混炼，冷却出料，即得改性聚乙烯醇基拼板胶。步骤（1）所述的聚醋酸乙烯酯和去离子水的质量比为3：1，搅拌温度为45～50℃，搅拌时间为9～12min，软化液、偶氮二异丁腈、质量分数为30％的乙醇溶液和质量分数为21％的氢氧化钠溶液的体积比为5：2：1：2，继续搅拌反应时间为1～2h。步骤（2）所述的挤出温度为81～85℃，挤出压力为1.6～3.2mpa，干燥温度为90～95℃，干燥时间为24～27min，聚乙烯醇粉末和硬脂酸的质量比为5：1，搅拌反应温度为64～70℃，搅拌反应时间为16～20min。步骤（3）所述的正硅酸乙酯、无水甲醇和质量分数为24％的氨水的体积比为4：1：2，超声分散频率为21～24khz，超声分散时间为10～12min，干燥温度为70～75℃，干燥时间为35～42min。步骤（4）所述的自制纳米二氧化硅粉末、浓度为0.5mol/l的盐酸和十二烷基苯磺酸钠的质量比为4：2：1，加热升温温度为85～92℃，搅拌时间为21～27min。步骤（5）所述的过硫酸铵溶液的质量分数为10％，混炼温度为85～90℃，混炼时间为1～2h，继续混炼温度为55～60℃，继续混炼时间为16～20min。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明以聚乙烯醇粉末为基材，改性自制纳米二氧化硅粉末作为促进剂，并辅以过硫酸铵溶液和含氢硅油等制备得到改性聚乙烯醇基拼板胶，首先通过聚醋酸乙烯酯经醇解后，再与碱性物质反应并研磨得到聚乙烯醇粉末，由于研磨后聚乙烯醇粉末在室温加水混合搅拌时易溶解分散，并且聚乙烯醇分子侧链有一定数量的乙酰氧基，易于在胶体表面发生聚合反应，使得胶体的粘接力提高，从而提高拼板胶的粘接强度，再利用硬脂酸对聚乙烯醇粉末进行表面改性，其中硬脂酸的熔点在70℃左右，当自然冷却至室温时，会有部分未能参与反应的硬脂酸会凝析出来，包覆在单分子覆盖层的表面，形成双分子包覆层，亲油基团长链烃基能够与基材很好地相容，阻止了水分的渗透，有利于拼板胶的耐水性得到提高；（2）本发明中采用溶胶-凝胶法将正硅酸乙酯、无水甲醇和氨水混合搅拌反应并研磨得到纳米二氧化硅粉末，并利用分散液和酸性溶液对纳米二氧化硅粉末进行表面改性，使得纳米二氧化硅粉末均匀分散在基材表面，形成了交联的si-o-si网络结构，这种网络结构在受热时起到了阻止基材降解的作用，从而提高拼板胶的耐热性，继续向基材中添加含氢硅油，由于在高温条件下，含氢硅油能够与板材表面羟基发生反应，形成致密的疏水保护层，从而降低水与板材表面的接触率，增强了板材与聚合物分子的相容性，进一步提高拼板胶的耐水性和粘接强度，具有广泛的应用前景。具体实施方式按质量比为3：1将聚醋酸乙烯酯和去离子水混合，并在温度为45～50℃的条件下搅拌9～12min，得到软化液，再将软化液、偶氮二异丁腈、质量分数为30％的乙醇溶液和质量分数为21％的氢氧化钠溶液按体积比为5：2：1：2混合置于烧杯中，继续保温搅拌反应1～2h，冷却出料，得到海绵状的聚乙烯醇；将海绵状的聚乙烯醇放入双螺杆挤出机中，在温度为81～85℃、压力为1.6～3.2mpa的条件下挤出皂化废液，接着将皂化废液放入烘箱中，在温度为90～95℃的条件下干燥24～27min，研磨出料，得到聚乙烯醇粉末，继续将聚乙烯醇粉末和硬脂酸按质量比为5：1混合，并在温度为64～70℃的条件下搅拌反应16～20min，得到改性聚乙烯醇粉末；按体积比为4：1：2将正硅酸乙酯、无水甲醇和质量分数为24％的氨水混合置于超声分散仪中，在频率为21～24khz的条件下超声分散10～12min，得到分散胶液，再将分散胶液放入烘箱中，在温度为70～75℃下干燥35～42min，研磨出料，得到自制纳米二氧化硅粉末；按质量比为4：2：1将自制纳米二氧化硅粉末、浓度为0.5mol/l的盐酸和十二烷基苯磺酸钠混合，加热升温至85～92℃，并搅拌21～27min，自然冷却至室温，过滤去除滤液，得到滤渣，即为改性自制纳米二氧化硅粉末；按重量份数计，分别称取32～35份改性聚乙烯醇粉末、12～15份改性自制纳米二氧化硅粉末、4～6份质量分数为10％的过硫酸铵溶液和21～24份去离子水混合置于混炼机中，在温度为85～90℃的条件下混炼1～2h，再添加3～5份含氢硅油和1～3份无水乙醇，在温度为55～60℃的条件下继续混炼16～20min，冷却出料，即得改性聚乙烯醇基拼板胶。按质量比为3：1将聚醋酸乙烯酯和去离子水混合，并在温度为45℃的条件下搅拌9min，得到软化液，再将软化液、偶氮二异丁腈、质量分数为30％的乙醇溶液和质量分数为21％的氢氧化钠溶液按体积比为5：2：1：2混合置于烧杯中，继续保温搅拌反应1h，冷却出料，得到海绵状的聚乙烯醇；将海绵状的聚乙烯醇放入双螺杆挤出机中，在温度为81℃、压力为1.6mpa的条件下挤出皂化废液，接着将皂化废液放入烘箱中，在温度为90℃的条件下干燥24min，研磨出料，得到聚乙烯醇粉末，继续将聚乙烯醇粉末和硬脂酸按质量比为5：1混合，并在温度为64℃的条件下搅拌反应16min，得到改性聚乙烯醇粉末；按体积比为4：1：2将正硅酸乙酯、无水甲醇和质量分数为24％的氨水混合置于超声分散仪中，在频率为21khz的条件下超声分散10min，得到分散胶液，再将分散胶液放入烘箱中，在温度为70℃下干燥35min，研磨出料，得到自制纳米二氧化硅粉末；按质量比为4：2：1将自制纳米二氧化硅粉末、浓度为0.5mol/l的盐酸和十二烷基苯磺酸钠混合，加热升温至85℃，并搅拌21min，自然冷却至室温，过滤去除滤液，得到滤渣，即为改性自制纳米二氧化硅粉末；按重量份数计，分别称取32份改性聚乙烯醇粉末、12份改性自制纳米二氧化硅粉末、4份质量分数为10％的过硫酸铵溶液和21份去离子水混合置于混炼机中，在温度为85℃的条件下混炼1h，再添加3份含氢硅油和1份无水乙醇，在温度为55℃的条件下继续混炼16min，冷却出料，即得改性聚乙烯醇基拼板胶。按质量比为3：1将聚醋酸乙烯酯和去离子水混合，并在温度为47℃的条件下搅拌10min，得到软化液，再将软化液、偶氮二异丁腈、质量分数为30％的乙醇溶液和质量分数为21％的氢氧化钠溶液按体积比为5：2：1：2混合置于烧杯中，继续保温搅拌反应1.5h，冷却出料，得到海绵状的聚乙烯醇；将海绵状的聚乙烯醇放入双螺杆挤出机中，在温度为83℃、压力为2.4mpa的条件下挤出皂化废液，接着将皂化废液放入烘箱中，在温度为92℃的条件下干燥26min，研磨出料，得到聚乙烯醇粉末，继续将聚乙烯醇粉末和硬脂酸按质量比为5：1混合，并在温度为67℃的条件下搅拌反应18min，得到改性聚乙烯醇粉末；按体积比为4：1：2将正硅酸乙酯、无水甲醇和质量分数为24％的氨水混合置于超声分散仪中，在频率为23khz的条件下超声分散11min，得到分散胶液，再将分散胶液放入烘箱中，在温度为72℃下干燥40min，研磨出料，得到自制纳米二氧化硅粉末；按质量比为4：2：1将自制纳米二氧化硅粉末、浓度为0.5mol/l的盐酸和十二烷基苯磺酸钠混合，加热升温至90℃，并搅拌25min，自然冷却至室温，过滤去除滤液，得到滤渣，即为改性自制纳米二氧化硅粉末；按重量份数计，分别称取34份改性聚乙烯醇粉末、14份改性自制纳米二氧化硅粉末、5份质量分数为10％的过硫酸铵溶液和23份去离子水混合置于混炼机中，在温度为87℃的条件下混炼1.5h，再添加4份含氢硅油和2份无水乙醇，在温度为57℃的条件下继续混炼18min，冷却出料，即得改性聚乙烯醇基拼板胶。按质量比为3：1将聚醋酸乙烯酯和去离子水混合，并在温度为50℃的条件下搅拌12min，得到软化液，再将软化液、偶氮二异丁腈、质量分数为30％的乙醇溶液和质量分数为21％的氢氧化钠溶液按体积比为5：2：1：2混合置于烧杯中，继续保温搅拌反应2h，冷却出料，得到海绵状的聚乙烯醇；将海绵状的聚乙烯醇放入双螺杆挤出机中，在温度为85℃、压力为3.2mpa的条件下挤出皂化废液，接着将皂化废液放入烘箱中，在温度为95℃的条件下干燥27min，研磨出料，得到聚乙烯醇粉末，继续将聚乙烯醇粉末和硬脂酸按质量比为5：1混合，并在温度为70℃的条件下搅拌反应20min，得到改性聚乙烯醇粉末；按体积比为4：1：2将正硅酸乙酯、无水甲醇和质量分数为24％的氨水混合置于超声分散仪中，在频率为24khz的条件下超声分散12min，得到分散胶液，再将分散胶液放入烘箱中，在温度为75℃下干燥42min，研磨出料，得到自制纳米二氧化硅粉末；按质量比为4：2：1将自制纳米二氧化硅粉末、浓度为0.5mol/l的盐酸和十二烷基苯磺酸钠混合，加热升温至92℃，并搅拌27min，自然冷却至室温，过滤去除滤液，得到滤渣，即为改性自制纳米二氧化硅粉末；按重量份数计，分别称取35份改性聚乙烯醇粉末、15份改性自制纳米二氧化硅粉末、6份质量分数为10％的过硫酸铵溶液和24份去离子水混合置于混炼机中，在温度为90℃的条件下混炼2h，再添加5份含氢硅油和3份无水乙醇，在温度为60℃的条件下继续混炼20min，冷却出料，即得改性聚乙烯醇基拼板胶。对比例以广州某公司生产的改性聚乙烯醇基拼板胶作为对比例对本发明制得的改性聚乙烯醇基拼板胶和对比例中的改性聚乙烯醇基拼板胶进行性能检测，检测结果如表1所示：测试方法：剪切强度测试按gb/t8165标准进行检测；耐水性测试：将实例1～3和对比例中的拼板胶在常温下放置3天，用60℃的温水浸泡3小时，浸入室温水中冷却1小时，湿状态下检测压缩剪切强度；耐热性测试：将实例1～3和对比例中的拼板胶在常温下放置3天，用沸水浸泡4小时，在60℃的烘箱中干燥20小时，再在水中煮沸4小时，浸入室温水中冷却1小时，湿状态下检测压缩剪切强度；耐热温度测试按gb/t1699标准进行检测；粘结强度测试按gb/t7124-2008标准进行检测。表1拼板胶性能测定结果测试项目实例1实例2实例3对比例压缩剪切强度（mpa）17.3917.4817.568.52温水浸泡后压缩剪切强度（mpa）12.2712.3212.453.51沸水浸泡后的压缩剪切强度（mpa）11.3811.4511.562.12耐热温度（℃）90939575粘结强度（mpa）23.824.124.512.5根据上述中数据可知本发明制得的改性聚乙烯醇基拼板胶耐水性好，耐热性好，在沸水中浸泡后的压缩剪切强度高，粘结强度高，不易凝固或脱落，具有广阔的应用前景。当前第1页12