一种单组份耐水d3级木工用粘合剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及胶粘剂制备技术，尤其设及一种单组份耐水D3级木工用粘合剂及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，木材工业用胶占胶粘剂生产量60% W上。国内林产资源有限，大径树木较 少，只能采用小径级木材或制造人造板来满足生产和生活需要，运样木工胶的用量也为增 加。同时，随着对环保和节能更高的要求，对木材工业用胶也提出了更高的要求，寻求合适 的原料和配方来取代"Ξ醒"胶，彻底解决游离醒释放带来的环境问题。此外，随着工业生产 的发展，对木工胶的性能也提出愈来愈高的要求，如在高湿度高溫等恶劣环境中的适应性。 运样不仅能应用于木材加工，也能扩展在其他领域的应用价值。EN204耐水性木工胶D3等级 的标准作为一种具备优异耐水性和粘接强度的胶粘剂，是一种相比普通木工胶，在耐热性、 耐水性和粘接强度等方面具有更优异性能，它是根据欧盟EN204耐水等级D3标准来定义的。 由于其性能更佳，应用价值更高，已广泛应用于高档家具、木地板甚至船舶等对环境湿度和 粘接强度要求较高的领域。
[0003] 聚醋酸乙締醋(PVAc)是线性长链状高分子，分子链间仅有弱的极性引力，玻璃化 溫度(Tg)较低（27 °C左右），当溫度超过Tg，分子链移动性变大，模量快速降低。在湿热条件 下，其粘接强度会有很大程度的降低，因而缺乏耐寒性、耐湿性、耐机械稳定性，抗蠕变性能 差。当接触水或处于高湿环境下，易将水分子吸附到胶合层，水分子透过木材及胶合层渗透 至木材与PVAc界面上，引起胶合层软化，降低了粘接强度，故PVAc乳液的改性仍为该研究领 域的重点之一。同时，为了增加 PVAc产品成膜性，往往会外加增塑剂，胶膜在后期因增塑剂 的挥发、迁移或溶剂抽出而脆化，导致开胶或粘接强度降低。通过引入活性单体进行交联改 性能增强PVAc的耐水性;外加交联剂改性也可有效改善PVAc胶膜的耐水性，并能有效提高 PVAc乳液的粘接强度;通过对保护胶体进行改性，提高产品耐水性与粘接强度也是一种有 效手段。
[0004] 为此，通过对普通聚乙締醇进行乙酷乙酷化(R-0C0-C也C0-C也）改性，提高粘接时 与木质纤维素反应活性；同时，设计聚合物链为内增塑，减少后期增塑剂的使用，开发满足 欧盟EN204耐水性木工胶D3等级标准的单组份胶粘剂具有重要的经济效益和社会效益。主 要用于集成材、实木指接、禅接、拼板、夹层木口、薄木片贴合、纸制层装饰片贴合等;适用于 审雌木Π 、木窗、桌椅、柜、Π 板、抽屉板、电脑台等。它单组分、水基型、无毒害，使用方便，安 全性好，粘接性能强、强度高、耐酸碱性好、热性能稳定，综合性能大大优于传统木材胶粘 剂。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种改性聚乙締醇，同时也提供了一 种适用于各种集成材拼装，满足欧盟EN204D3等级单组份胶粘剂。本发明的D3等级单组份胶 粘剂通过聚乙締醇乙酷乙酷化改性做保护胶体应用到PVAc中，通过内增塑实现。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的：一种单组份耐水D3级木工用粘合剂， 所述由W下重量份的组分组成： 改性聚乙蹄醇 3.5--4.0 消泡剂 0.1~0.12 缓冲剂 0.1~0.12 婦丙基双键现化剂0.5~0.6 引发剂 0.1~0.口
[0007] 引发活化剂0.02~0.03 醋酸乙婦醋 42.0~43.0 甲基丙婦酸 化8~1.0 巧増塑单体 2.0~2.2 防腐剂 0.1--0.12 水 5化78~48.做。
[000引一种单组份耐水D3级木工用粘合剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009] a、将0.10~0.12重量份的引发剂溶解于1.9~2.28重量份的水中，得到引发剂溶 液;将0.02~0.03重量份的引发活化剂、42.0~43.0重量份的醋酸乙締醋、0.8~1.0重量份 的甲基丙締酸和2.0~2.2重量份的内增塑单体混合揽拌均匀形成44.82~46.23重量份的 混合单体；
[0010] b、向反应蓋中加入48.88~46.41重量份的水，0.05~0.07重量份的消泡剂，0.1~ 0.12重量份的缓冲剂，开动揽拌，加入3.5-4.0重量份的上述改性聚乙締醇，升溫至90°C~ 92°C保溫50~60分钟，溶解聚乙締醇。然后降溫到70°C~73°C，加入0.5~0.6重量份的締丙 基双键乳化剂，揽拌分散3~5分钟后，加入0.6~0.72重量份步骤a配制的引发剂溶液;然后 再同时滴加步骤a配制44.82~46.23重量份混合单体和1.2~1.44重量份步骤a配制的引发 剂溶液，滴加时间4.0~4.5小时；
[0011] C、单体加完继续反应15~20分钟后，加入0.2~0.24重量份步骤a配制的引发剂溶 液，保溫50~60分钟后，降溫至50°C W下加入0.1~0.12重量份防腐剂，0.05重量份消泡剂， 揽拌20~30分钟混合均匀，形成成品。
[0012] 进一步地，所述引发剂为过硫酸锭，缓冲剂为憐酸二氨钢，消泡剂为BYK024,防腐 剂为苯甲酸钢，引发活化剂为3-琉基丙酸异辛醋，内增塑单体为富马酸二下醋。
[0013] 进一步地，所述締丙基双键乳化剂为邸-10、邸-20和SR-10中的一种或两种。
[0014] 进一步地，所述改性聚乙締醇通过W下步骤制备得到：
[0015] (1)在装置中加入79.5~75.3重量份溶度参数较大的强极性溶剂，0.5~0.7重量 份的催化剂，15~17重量份的聚乙締醇，通氮气，升溫至60°C~62°C，揽拌溶解0.8~1.0小 时，得到聚乙締醇溶液；
[0016] (2)将5~7重量份的乙酷乙酷化试剂在0.8~1.0小时内滴加到上述聚乙締醇溶液 中，滴完后揽拌反应1. ο~1.2小时，然后加入到30重量份混合溶剂进行沉淀，得到沉淀物；
[0017] (3)将沉淀物水洗，水洗重复2~3次，气流干燥机干燥既得改性聚乙締醇。
[0018] 进一步地，所述聚乙締醇为PVA1788、PVA1799、PVA1792中的一种或两种按照任意 比组成的混合物，催化剂为醋酸，乙酷乙酷化试剂为双乙締酬，溶度参数校大的强极性溶剂 为二甲基亚讽(DMSO)，混合溶剂为乙醇/正己烧(体积比1:1组成的混合溶剂）。
[0019] 本发明的有益效果在于：
[0020] 1、保护胶体聚乙締醇进行乙酷乙酷化改性，在聚合物链结构中引入乙酷乙酷基 (R-OCO-C此CO-C出），其中幾基α碳上的氨非常活泼，水分挥发成膜时与基材中官能团反应使 聚合物链形成网络结构，从而提高对基材的粘附力与耐水性，达到具有适就期长、粘附力强 与胶膜耐水性高的单组份水性环保产品。
[0021] 2、富马酸二下醋结构式为化C4〇COCH = 〇roCOC祖9,自身不能均聚，但可与醋酸乙締 醋类单体发生交替共聚，嵌入到聚合物链中，增加聚合物链柔顺性，起内增塑作用，避免了 外加增塑剂的挥发、迁移或溶剂抽出而脆化，导致开胶或粘接强度降低，具有永久增塑效 应。
[0022] 3、3-琉基丙酸异辛醋由于分子结构中有硫醇，与过硫酸盐发生如下反应:S2〇82^^ 2SO4- ·，S04-.+HSR 一 HS〇4-+.SR，Mn+.SR 一. MnSR----。自由基.SR 及.MnSR 要比带负电的 MnS〇4^ ·及----MnS〇4^ ·更容易进入带负电的胶束和乳胶粒中，从而缩短形成自由基诱导 反应时间，提高自由基的形成效率;同时，硫醇基易使聚合过程中的链自由发生链转移从而 调节乳胶粒分子量。
[0023] 4、63-10、61?-20、51?-10在分子结构中含有締丙基双键，运类締丙基双键乳化剂在 乳液聚合中它们是通过共价键的方式键合在乳胶粒表面，在乳胶液存放和使用中乳化剂不 会发生解析;在乳胶成膜时，避免了乳化剂的迁移，使膜的力学性能、光泽度、粘接性、耐水 性等都有较大的提高。
【具体实施方式】
[0024] 实施例1:
[00巧](1)聚乙締醇的乙酷乙酷化改性：
[00%] (1.1)在装置中加入79.5公斤二甲基亚讽，0.5公斤醋酸，12公斤PVA1788和3公斤 PVA1799，通氮气，升溫至60°C揽拌溶解0.8小时；
[0027] (1.2)将5公斤双乙締酬在0.8小时内滴加到上述聚乙締醇溶液中，滴完后揽拌反 应1.0小时，然后加入到30公斤乙醇/正己烧(体积比1:1)混合溶剂沉淀；
[00%] (1.3)将沉淀物水洗，重复2次，气流干燥机干燥既得改性聚乙締醇。
[0029] (2)改性聚乙締醇为保护胶体用于制备满足欧盟EN204耐水性D3标准单组份胶粘 剂的制备，总量1000公斤： 改性聚乙帰醇 15 BYK0241 憐酸二氨钥1 ER-10 4 SR-10 1 过硫酸倭1
[0030] 3-琉基丙酸异辛醋 0.2 醋酸乙蹄醋 420: 甲基丙帰酸8 富马酸二下醋20 苯甲酸納1 水 507^8
[0031] a、将1公斤过硫酸锭溶解于19公斤水中，得到过硫酸锭水溶液;将0.2公斤3-琉基 丙酸异辛醋、420公斤醋酸乙締醋、8公斤甲基丙締酸和20公斤富马酸二下醋混合揽拌均匀 形成448.2公斤混合单体；
[0032] b、向反应蓋中加入488.8公斤水，0.5公斤BYK024，1公斤憐酸