一种红木双组份拼板胶用乳液及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种红木双组份拼板胶用乳液及其制备方法，红木拼板胶用乳液由聚乙烯醇、消泡剂、醋酸钠、乳化剂、还原剂、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸、自乳化单体、交联单体、杀菌剂、防蓝变剂、纳米硅溶胶等组成。本发明的红木拼板胶用乳液通过物理和化学的方法，调节乳胶粒粒径和分子量，设计聚合物链一次结构，阻止酚类物质通过红木纤维的隧道向外慢慢渗出，避免出现着色蔽病。乳液以水为分散介质，使用方便，对环境无污染。
【专利说明】
一种红木双组份拼板胶用乳液及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及胶粘剂制备技术，尤其涉及一种红木双组份拼板胶用乳液及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高，对木制产品的需求日益增长，但森林资源非常匮乏，根 本无法满足实际需求的增长。为此，多年来形成一种以小木拼成大木的木材再加工产业，以 充分利用各种木材，减少浪费。在小木拼成大木的过程中，需要用到大量的双组份拼板胶。 双组份拼板胶由含活性氢的水基聚合物，加入多异氰酸酯为固化剂，即构成水性高分子~ 异氰酸酯胶粘剂API(Aqueous emulsion Polymer Isocyanate)。双组份拼板胶的使用市场 大，从市场调查情况看，拼板胶生产企业大都用进口或合资企业生产的拼板胶用乳液，拼板 胶用乳液主要从瓦克、塞拉尼斯、陶氏化学等国外化工公司购买，核心技术掌握在外资企业 手中。
[0003] 红木是我国高端、名贵家具用材的统称，红木属于硬木类，材质坚硬，纹理致密，是 我国制作家具、室内装饰、乐器的主要木材之一，但用通常粘合剂制作的红木拼接板材在接 缝处常出现变色，形成深褐色或黑褐色色斑，影响成品的外观，结果逼使成品削价处理，给 国家或企业带来很大的经济损失。主要是由于红木会析出一些易与空气接触而生色的酚类 物质，即便去除表面已出现的生色物，但由于在木材深处的这些物质还可通过红木纤维的 隧道向外慢慢渗出，从而又出现着色蔽病。为此我们根据红木特点，从化学和物理两个方面 来清除和堵塞这类物质出现，以达到稳定色泽的目的，开发红木双组份拼板胶用乳液，以克 服上述缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种红木双组份拼板胶用乳液及 其制备方法。本发明制备的红木双组份拼板胶用乳液以水为分散介质，使用方便，对环境无 污染，与固化剂复配后的胶粘剂体系呈中性，对被胶接材料无污染，具有常温固化、粘接强 度高和防止红木拼接板接缝处变色的特点，合成方法具有操作简便，制备效率高的特点。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种红木双组份拼板胶用乳液，其特征在于，包括如下重量份的组分组成： 聚乙烯醇 3,5~4.0 消泡剂 F681 0.1-0.15 醋酸钠 0.1~0.12 反应性乳化剂 0.2~0.3 50%双氧水 0J~0.15 还原剂 0.18~0.2 醋酸乙烯酯 39.0~40.2
[0007] 甲基丙烯酸 0.8~1.0 自乳化单体 1.0~1.5 交联单体 0.15~0.2 杀菌剂 0.1~0.15 25%氨水 （U~0,12 防蓝变剂 0.1~0.15 纳米鞋溶胶 0.5~0.6 水 54.07-51.16.
[0008] 所述聚乙烯醇为?￥41788、？￥六0588、？￥41792、？￥六1799中的一种或两种以上按任意 配比混合组成。
[0009] 所述反应性乳化剂是JS~2、PE~64、RS~3000中的一种或两种以上按任意配比混 合组成。
[0010] 所述还原剂是抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯中的一种或两种按任意配比混合组 成。
[0011] 所述自乳化单体是甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯，交联单体是邻苯二甲酸二烯丙 酯。
[0012] 所述杀菌剂是陶氏化学BIOBAN ULTRABIT，防蓝变剂是氰硫基甲硫基苯并噻唑。
[0013] -种红木双组份拼板胶用乳液，包括如下步骤：
[0014] a.将0.1~0.15重量份的双氧水溶解于1.9~2.85重量份的水中，得2.0~3.0重量 份引发聚合反应的氧化剂水溶液组份;将30.8~31.62重量份的醋酸乙烯酯、0.8~1.0重量 份的甲基丙烯酸、1.0~1.5重量份的甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯和0.15~0.2重量份的 邻苯二甲酸二烯丙酯混合搅拌均匀，形成32.75~34.32重量份的混合单体；
[0015] b.向反应釜中加入52.17~48.31重量份的水，0.05~0.1重量份的消泡剂F681， 0.1~0.12重量份的醋酸钠，开动搅拌，加入3.5~4.0重量份的聚乙烯醇，升温至90°C~92 °C保温50~60分钟，溶解聚乙烯醇。然后降温到70°C~73°C，加入0.2~0.3重量份的反应性 乳化剂，8.2~8.58重量份的醋酸乙烯酯，0.18~0.2重量份引发聚合反应还原剂组份。搅拌 乳化8~10分钟后，加入0.5~0.75重量份步骤a配制的双氧水溶液，在70 °C~75°C保温30~ 35分钟；
[0016] C.待冷凝器无回流后，开始同时滴加步骤a配制的32.75~34.32重量份混合单体 和1.3~1.95重量份步骤a配制的双氧水溶液，滴加时间4.0~4.5小时；
[0017] d.单体加完再反应20~30分钟，升温至80°C~85°C，加入0.2~0.3重量份的步骤a 配制的双氧水溶液，保温50~60分钟后，降温至55 °C以下。加入0.1~0.12重量份的氨水溶 液将口田直调在5~6.5之间，然后加入0.1~0.15重量份的81(^~1]1^1^11'，0.1~0.15重量 份的氰硫基甲硫基苯并噻唑，〇. 5~0.6重量份的纳米硅溶胶，搅拌20~30分钟混合均匀，得 红木双组份拼板胶用乳液成品。
[0018] 本发明中所用的氨水溶液、双氧水溶液均以水为溶剂，其百分数均为质量分数。纳 米硅溶胶采用阿克苏诺贝尔化学R1050(二氧化硅颗粒的质量分数为50% )。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 1、聚合工艺是种子乳液聚合，釜底中种子单体量是单体总量的20%，增加了体系 中乳胶粒数目，减小乳胶粒粒径，有利于乳胶粒在红木纤维中渗透，增加粘接强度，同时堵 塞纤维隧道，以阻止酚类化合物向外渗出；通过双氧水与抗坏血酸组成的氧化还原对产生 自由基引发聚合，降低聚合体系温度，提高乳胶粒分子量，提高粘接强度。
[0021] 2、单体甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯由于分子结构中含有乙氧基链，从而在分子 结构中具有自乳化和润湿功能，增加体系稳定性和对基材润湿性。
[0022] 3、当胶粘剂水分挥发成膜时，硅溶胶胶体粒子牢固的附着在物体表面，粒子间形 成硅氧键，封闭纤维隧道，阻止酚类化合物向外渗出；交联单体邻苯二甲酸二烯丙酯使产品 成膜形成致密性交联结构阻止生色物向表面渗出。
[0023] 4、体系中抗坏血酸、抗坏血酸棕榈酸酯过量，在产品中有残留，可以捕捉胶层中的 氧，阻止木材中渗出酚类物质色变。
【具体实施方式】
[0024] 以下结合具体实施例对本发明的制备方法进行详细阐述。
[0025] 实施例1:总量=1000kg PVA1788 20kg
[0026] PVA1792 丨 5kg 消泡剂F681 丨kg 醋酸钠 1kg: JS ~2 1.5kg PE ~64 0.5kg 50%取试水 1kg 抗坏血酸 1.8kg 醋酸乙烯酯 390kg 甲基丙烯酸 8kg
[0027] 甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯 丨〇kg 邻苯二甲酸二烯丙酯 1.5kg BIOBAN ULTRABIT lkg 25%氨水 lkg 氰硫基甲硫基苯并噻唑 l.kg: 纳米桂溶胶 5kg 水 540.7kg。
[0028] 生产工艺：
[0029] a.将1公斤双氧水溶解于19公斤水中，得20kg氧化还原引发聚合的双氧水溶液;将 308公斤醋酸乙烯酯、8公斤甲基丙烯酸、10公斤甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯和1.5kg邻苯 二甲酸二烯丙酯混合均匀，形成327.5kg的混合单体；
[0030] b .向反应釜中加入521.7kg水，0.5kg消泡剂F681，lkg醋酸钠，开动搅拌，加入 20kgPVA1788，15kgPVA1792,升温至90°C保温50分钟，溶解聚乙烯醇。然后降温到70°C，加入 1.5kgJS~2，0.5kgPE~64，82kg醋酸乙稀酯，1.8kg抗坏血酸。搅拌乳化8分钟后，加入5kg步 骤a配制的双氧水溶液，保温30分钟；
[0031] c.待冷凝器无回流后，开始同时滴加步骤a配制的327.5kg混合单体和13kg步骤a 配制的双氧水溶液，滴加时间4.0小时；
[0032] d.单体加完继续反应20分钟，升温至80 °C，加入2kg步骤a配制的双氧水溶液，反应 50分钟后，降温至55°C以下。加入lkg的氨水溶液将pH值调在5~6.5之间，然后加入lkg的 BIOBAN ULTRABIT，lkg氰硫基甲硫基苯并噻唑，5kg的纳米硅溶胶，搅拌20分钟混合均匀，得 红木双组份拼板胶用乳液成品。
[0033] 实施例2:总量=1000kg PVA1792 20kg PVA1799 7kg
[0034] PVA0588 10kg 消泡剂F681 1.2kg 醋酸钠 1.1kg JS ~2 i kg PE-64 1kg RS-3000 0.5kg 50%双氧水 1.3kg 抗坏血酸 1kg 抗坏血酸棕榈酸酯 0.9kg 醋酸乙烯酯 395kg
[0035] 甲基丙烯酸 9kg 甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯 12kg 邻苯二甲酸二烯丙酯 l.&kg BIOBAN ULTRABIT ].3kg 2:5% 氣水 Ukg 氰硫基甲硫基苯并噻唑 1.2kg 纳米娃溶胶 5.5kg 水 528.1kg
[0036] 生产工艺：
[0037] a.将1.3公斤双氧水溶解于24.7公斤水中，得26kg氧化还原引发聚合的双氧水溶 液;将311.44公斤醋酸乙烯酯、9公斤甲基丙烯酸、12公斤甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯和 1.8kg邻苯二甲酸二稀丙酯混合搅拌均勾，形成334.24kg的混合单体；
[0038] b.向反应釜中加入503.4kg的水，0.7kg消泡剂F681，1. 1kg醋酸钠，开动搅拌，加入 7kgPVA1799，20kgPVA1792，10kgPVA0588，升温至91°C，保温55分钟，溶解聚乙烯醇。然后降 温到71°C，加入lkgJS~2、lkgPE~64、0 · 5kgRS~3000，83 · 56kg醋酸乙烯酯，1 · 0kg抗坏血 酸，〇. 9kg抗坏血酸棕榈酸酯。搅拌乳化9分钟后，加入6.5kg重量份步骤a配制的双氧水溶 液，在73 °C保温32分钟；
[0039] c.待冷凝器无回流后，开始同时滴加步骤a配制的334.24kg混合单体和16.9kg步 骤a配制的双氧水溶液，滴加时间4.2小时；
[0040] d.单体加完继续反应25分钟，升温至82 °C，加入2.6kg步骤a配制的双氧水溶液，保 温55分钟后，降温至55°C以下。加入1. lkg的氨水溶液将pH值调在5~6.5之间，加入1.3kg的 BIOBAN ULTRABIT，1.2kg氰硫基甲硫基苯并噻唑，5.5kg的纳米硅溶胶，搅拌25分钟混合均 匀，得红木双组份拼板胶用乳液成品。
[0041] 实施例3:总量=1000kg PVA1788 20kg PVA1799 15kg PVA0588 5kg 消泡剂F681 1.5kg 醋酸钠 丨.2kg JS ~2. 1.5kg PE-64 1kg RS ~3000 0.5kg 50%双试水 1.5kg
[0042] 抗坏血酸棕榈酸酯 2.0kg 醋酸乙烯酯 402kg 甲基丙烯酸 10kg 甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯 15kg 邻苯二甲酸二烯丙酯 2.0kg BIOBAN ULTRABIT 1.5kg 25% 氨水 1.2kg 氰硫基甲硫基苯并噻唑 1.5kg 纳米娃溶胶 6kg 水 5丨丨,6kg。：
[0043] 生产工艺：
[0044] a.将1.5公斤双氧水溶解于28.5公斤水中，得30kg氧化还原引发聚合的双氧水溶 液;将316.2公斤醋酸乙烯酯，10公斤甲基丙烯酸，15公斤甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯和 2kg邻苯二甲酸二稀丙酯混合搅拌均勾，形成343.2kg的混合单体；
[0045] b.向反应釜中加入483.1kg的水，1kg消泡剂F681，1.2kg醋酸钠，开动搅拌，加入 20kgPVA1788，15kgPVA1799，5kgPVA0588，升温至92 °C保温60分钟，溶解聚乙烯醇。然后降温 到73°C，加入1 · 5kgJS~2，lkgPE~64，0 · 5kgRS~3000，85 · 8kg醋酸乙烯酯，2kg抗坏血酸棕 榈酸酯。搅拌乳化10分钟后，加入7.5kg步骤a配制的双氧水溶液，保温35分钟；
[0046] c.待冷凝器无回流后，开始同时滴加步骤a配制的343.2kg混合单体和19.5kg步骤 a配制的双氧水溶液，滴加时间4.5小时；
[0047] d.单体加完再反应30分钟，升温至85 °C，加入3kg步骤a配制的双氧水溶液，保温60 分钟后，降温至55°C以下。加入1.2kg的氨水溶液将pH值调在5~6.5之间，加入1.5kg的 BIOBAN ULTRABIT，1.5kg氰硫基甲硫基苯并噻唑，6kg的纳米硅溶胶，搅拌30分钟混合均匀， 得红木双组份拼板胶用乳液成品。
[0048]为了对以上三个实施例获得的红木双组份拼板胶用乳液性能进行评价，进行如下 实验:三个容器中各称取聚乙烯醇BP~1788 20 %水溶液55克，向其中加入水15克，0.5克分 散剂，分散机下分散搅拌15分钟后，向其中加入800目碳酸钙40克，分散搅拌15分钟，分别加 入以上三个实施例中所得红木双组份拼板胶用乳液70克，4克TXIB增塑剂，搅拌30分钟得到 三种不同实施例中红木双组份拼板胶用乳液复配的主剂。性能检测时按主剂与固化剂的重 量比为100:15混合均匀，选用30 X 25 X 10mm标准榉木试块，按照日本JIS K6806~2003标准 的方法制备36组试件，压力8atm，压合时间24小时后解压。压力剪切强度检测结果如表1所 示(每个数据为10组试件测试的平均值）。
[0050]由表1测试数据表明，本发明制备的乳液经复配得到的红木双组份拼板胶完全满 足行业标准JIS K6806~2003的要求，具有很高的强度及优异的耐水性。
[0051]同时，由于红木双组份拼板胶用乳液通过物理和化学的方法，调整乳胶粒粒径和 分子量，减少乳胶粒子粒径，利于乳胶粒在红木纤维中渗透，堵塞纤维隧道;通过硅溶胶胶 体粒子牢固的附着在物体表面，粒子间形成硅氧结合，封闭纤维隧道;交联单体使产品成膜 形成致密性交联结构阻止生色物向表面渗出，封闭纤维隧道，以阻止酚类化合物向外渗出， 避免出现着色蔽病。
【主权项】
1. 一种红木双组份拼板胶用乳液，其特征在于，包括如下重量份数的组分组成： 聚乙烯醇 3.5~4.0 消泡剂 F681 0.1-0.15 醋酸钠 0.1~0.12 反应性乳化剂 0.2~0.3 50%双氧水 0.1~0.15 还原剂 0.18-0.2 醋酸乙烯酯 39,0~40.2 甲基丙烯酸 0.8~1.0 自乳化单体 1.0-1.5 交联单体 0.15~0.2 杀菌剂 0.1~15 25% 氨水 0.K0.12 防蓝变剂 0.1~0.15 纳米硅溶胶 0.5~0.6 水 54.07~5 U 6。2. 如权利要求1所述的一种红木双组份拼板胶用乳液，其特征在于:所述反应性乳化剂 是JS~2、PE~64、RS~3000中的一种或两种以上按任意配比混合组成。3. 如权利要求1所述的一种红木双组份拼板胶用乳液，其特征在于:所述还原剂是抗坏 血酸、抗坏血酸棕榈酸酯中的一种或两种按任意配比混合组成。4. 如权利要求1所述的一种红木双组份拼板胶用乳液，其特征在于:所述自乳化单体是 甲基丙烯酸双环戊烯乙氧基酯，交联单体是邻苯二甲酸二烯丙酯。5. 如权利要求1所述的一种红木双组份拼板胶用乳液，其特征在于:所述杀菌剂是陶氏 化学BIOBAN ULTRABIT，防蓝变剂是氰硫基甲硫基苯并噻唑。6. -种如权利要求1所述的红木双组份拼板胶用乳液的制备方法，其特征在于，该方法 包括如下步骤： a. 将0.1~0.15重量份的双氧水溶解于1.9~2.85重量份的水中，得2.0~3.0重量份引 发聚合反应的氧化剂水溶液组份;将30.8~31.62重量份的醋酸乙烯酯、0.8~1.0重量份的 甲基丙烯酸、I. 〇~1.5重量份的自乳化单体和0.15~0.2重量份的交联单体混合搅拌均匀， 形成32.75~34.32重量份的混合单体； b. 向反应釜中加入52.17~48.31重量份的水，0.05~0.1重量份的消泡剂F681，0.1~ 0.12重量份的醋酸钠，开动搅拌，加入3.5~4.0重量份的聚乙烯醇，升温至90 °C~92 °C保温 50~60分钟，溶解聚乙烯醇。然后降温到70°C~73°C，加入0.2~0.3重量份的反应性乳化 剂，8.2~8.58重量份的醋酸乙烯酯，0.18~0.2重量份引发聚合反应还原剂组份。搅拌乳化 8~10分钟后，加入0.5~0.75重量份步骤a配制的双氧水溶液，在70°C~75°C保温30~35分 钟； C.待冷凝器无回流后，开始同时滴加步骤a配制的32.75~34.32重量份混合单体和1.3 ~1.95重量份步骤a配制的双氧水溶液，滴加时间4.0~4.5小时； d.单体加完再反应20~30分钟，升温至80°C~85°C，加入0.2~0.3重量份的步骤a配制 的双氧水溶液，保温50~60分钟后，降温至55°C以下。加入0.1~0.12重量份的氨水溶液将 pH值调在5~6.5之间，然后加入0.1~0.15重量份的杀菌剂，0.1~0.15重量份的防蓝变剂， 0.5~0.6重量份的纳米硅溶胶，搅拌20~30分钟混合均匀，得红木双组份拼板胶用乳液成 品。
【文档编号】C08F4/40GK105885738SQ201610301460
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月7日
【发明人】刘维均
【申请人】台州学院