本发明公开了一种聚醋酸乙烯酯乳液，属于粘结剂材料技术领域。
背景技术：
聚醋酸乙烯酯乳液（pvac乳液）俗称白乳胶，是以醋酸乙烯酯（vac）为主要单体的一种重要的乳液胶粘剂，以其生产工艺简单、使用方便、价格低廉、初期粘接强度高等优点，广泛应用于建筑装潢、木材、纺织物粘接、纸品加工、包装材料诸多领域，是目前市场上产销量最大的品种之一。但是由于pvac乳液的耐水性、耐寒性差，在低温下易破乳，粘合力不够强，在长时间的静载荷作用下胶层易发生滑移。限制了聚醋酸乙烯酯乳液的推广与应用。为了满足相应行业的特殊要求，需扩大pvac乳液的应用范围。研究人员对pvac乳液进行了许多改性研究，目前改性研究工作大都采用交联方法，由热塑性转变为热固性，主要通过共聚改性、保护胶体改姓、共混改性等方法进行改性。制备共聚改性pvac乳液胶黏剂时，通过在乳液共聚时引入丙烯酸羟乙酯（hea），利用它在聚合中的交联作用与其他活泼基团反应形成立体网状结构，可改善pvac乳液成胶后的拉伸性能；丙烯酸丁酯（ba）和丙烯酸乙酯（ea）等软单体的引入可改善pvac乳液成胶后的耐水性和最低成膜温度。虽然其耐热性和耐水性均得到一定的改善，但是与市场需求相比，提升幅度不大，达不到预期的理想效果。
除此之外，pvac乳液在低温环境下易发生凝胶变质而失去使用价值。影响pvac乳液冻融稳定性的因素很多，包括乳液自身的特性，保护胶体的性质，各种添加剂等，其中保护胶体是一种重要因素。在pvac乳液体系中，保护胶体一部分吸附或结合在乳液颗粒表面形成具有空间位阻效应的保护层（水合层）而起到稳定作用，一部分游离在水相中。因此，除了保护胶体水溶液的稳定性对乳液冻融稳定性有影响外，保护胶体功能即保护层与乳液颗粒结合的强弱，也直接影响pvac乳液的冻融稳定性。因此，加强保护层与pvac聚合物粒子间的相互作用应能提高乳液的冻融稳定性。完全醇解型聚乙烯醇（pva）和部分醇解型聚乙烯醇保护胶体的性能以及它们与醋酸乙烯酯（vac）的接枝反应已有许多研究，不过其效果扔有待提高。
因此，提高聚醋酸乙烯酯乳液耐水性能，冻融稳定性及力学性能，成为其在更多领域推广与应用亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对传统聚醋酸乙烯酯乳液耐水性能差，冻融稳定性及力学性能不佳的问题，提供了一种聚醋酸乙烯酯乳液。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种聚醋酸乙烯酯乳液，是由以下重量份数的原料组成：50～60份聚醋酸乙烯酯，8～10份乳化剂，20～30份水，0.1～0.2份引发剂，10～20份正硅酸乙酯微球，10～20份聚烯丙胺溶液；
所述聚醋酸乙烯酯乳液的制备过程为：按原料组成称量各原料，先将聚醋酸乙烯酯，乳化剂，水，引发剂混合搅拌，再加入正硅酸乙酯微球和聚烯丙胺溶液，继续搅拌，即得聚醋酸乙烯酯乳液。
所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为60～65%。
所述乳化剂为磷脂、卵磷脂、单甘油酯或甘油二酯中的任意一种。
所述引发剂为过硫酸钠，过硫酸钾或过硫酸铵中的任意一种。
所述正硅酸乙酯微球的制备过程为：按重量份数计，依次取20～30份正硅酸乙酯和20～30份石蜡，先将石蜡加热融化，得液态石蜡，且将正硅酸乙酯冷藏，得冷态正硅酸乙酯，再将熔融石蜡和冷态正硅酸乙酯对喷，即得正硅酸乙酯微球。
所述聚烯丙胺溶液质量分数30～40%。
所述聚醋酸乙烯酯乳液中还可以添加聚醋酸乙烯酯质量0.01～0.02倍的椰炭纤维。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加聚烯丙胺溶液，在使用过程中，室温条件下，聚烯丙胺水溶液能够与空气中二氧化碳发生反应，反应生成的产物通过电荷间相互作用自发形成三维网状结构，使得聚醋酸乙烯酯乳液均匀分散在三维凝胶网状结构中；由于三维凝胶网络起到增强体系的韧性，避免体系开裂的作用，故而在反复冻融过程中，可以保持良好的冻融稳定性；
（2）本发明通过添加包覆于石蜡中的正硅酸乙酯微球，一方面，石蜡包覆可避免在制备过程中，正硅酸乙酯与水接触后发生水解；另一方面，在使用过程中，体系中的水分遇冷结冰可以使得体系内部体积膨胀后将正硅酸乙酯微球挤压破裂，微球中的正硅酸乙酯遇水，发生水解，生成纳米二氧化硅，生成的纳米二氧化硅会附着在体系三维凝胶网络中，实现对体系网络结构的填充，增强体系的强度的，进一步提高冻融稳定性、耐水性及力学性能；
（3）本发明通过添加椰炭纤维，在使用过程中，一方面，椰炭纤维增强了体系的韧性；另一方面，体系中的水分遇冷结冰，导致正硅酸乙酯微球破裂，微球中的正硅酸乙酯遇水，发生水解，生成纳米二氧化硅，椰炭纤维表面含活性基团，正硅酸乙酯水解生成的二氧化硅吸附在椰炭纤维表面，提高椰炭纤维表面粗糙度，从而提高椰炭纤维与体系三维网络结构的机械咬合力，进一步增强了体系的强度，故而取得较好的冻融稳定性。
具体实施方式
按重量份数计，依次取20～30份正硅酸乙酯和20～30份石蜡，先将石蜡加入坩埚中，加热到完全溶解，得液态石蜡，再将正硅酸乙酯置于冰箱中，于温度为6～8℃条件下冷藏20～30min，得冷态正硅酸乙酯，再将熔融石蜡和冷态正硅酸乙酯各自加入喷水机中，熔融石蜡喷射速率为30～40ml/min，冷态正硅酸乙酯喷射速率为10～20ml/min，两个喷水机的距离为30～40cm，对喷10～20min，即得正硅酸乙酯微球；按重量份数计，依次取50～60份聚醋酸乙烯酯，8～10份乳化剂，20～30份水，0.1～0.2份引发剂，10～20份正硅酸乙酯微球，10～20份聚烯丙胺溶液，先将聚醋酸乙烯酯，乳化剂，水和引发剂加入混料机中，于转速为1100～1200r/min条件下高速搅拌混合20～30min，得混合液，再将正硅酸乙酯微球和聚烯丙胺溶液加入混料机中，于转速为200～300r/min条件下搅拌混合20～30min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯质量0.01～0.02倍的椰炭纤维，于转速为200～300r/min条件下继续搅拌混合20～30min，即得聚醋酸乙烯酯乳液。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为60～65%。所述乳化剂为磷脂、卵磷脂、单甘油酯甘油二酯或单甘油酯中的任意一种。所述引发剂为过硫酸钠，过硫酸钾或过硫酸铵中的任意一种。所述聚烯丙胺溶液质量分数30～40%。
实例1
按重量份数计，依次取30份正硅酸乙酯和30份石蜡，先将石蜡加入坩埚中，加热到完全溶解，得液态石蜡，再将正硅酸乙酯置于冰箱中，于温度为8℃条件下冷藏30min，得冷态正硅酸乙酯，再将熔融石蜡和冷态正硅酸乙酯各自加入喷水机中，熔融石蜡喷射速率为40ml/min，冷态正硅酸乙酯喷射速率为20ml/min，两个喷水机的距离为40cm，对喷20min，即得正硅酸乙酯微球；按重量份数计，依次取60份聚醋酸乙烯酯，10份乳化剂，30份水，0.2份引发剂，20份正硅酸乙酯微球，20份聚烯丙胺溶液，先将聚醋酸乙烯酯，乳化剂，水和引发剂加入混料机中，于转速为1200r/min条件下高速搅拌混合30min，得混合液，再将正硅酸乙酯微球和聚烯丙胺溶液加入混料机中，于转速为300r/min条件下搅拌混合30min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯质量0.02倍的椰炭纤维，于转速为300r/min条件下继续搅拌混合30min，即得聚醋酸乙烯酯乳液。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为65%。所述乳化剂为磷脂。所述引发剂为过硫酸钠。所述聚烯丙胺溶液质量分数40%。
实例1
按重量份数计，依次取30份正硅酸乙酯和30份石蜡，先将石蜡加入坩埚中，加热到完全溶解，得液态石蜡，再将正硅酸乙酯置于冰箱中，于温度为8℃条件下冷藏30min，得冷态正硅酸乙酯，再将熔融石蜡和冷态正硅酸乙酯各自加入喷水机中，熔融石蜡喷射速率为40ml/min，冷态正硅酸乙酯喷射速率为20ml/min，两个喷水机的距离为40cm，对喷20min，即得正硅酸乙酯微球；按重量份数计，依次取60份聚醋酸乙烯酯，10份乳化剂，30份水，0.2份引发剂，20份正硅酸乙酯微球，先将聚醋酸乙烯酯，乳化剂，水和引发剂加入混料机中，于转速为1200r/min条件下高速搅拌混合30min，得混合液，再将正硅酸乙酯微球加入混料机中，于转速为300r/min条件下搅拌混合30min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯质量0.02倍的椰炭纤维，于转速为300r/min条件下继续搅拌混合30min，即得聚醋酸乙烯酯乳液。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为65%。所述乳化剂为磷脂。所述引发剂为过硫酸钠。
实例2
按重量份数计，依次取60份聚醋酸乙烯酯，10份乳化剂，30份水，0.2份引发剂，20份聚烯丙胺溶液，先将聚醋酸乙烯酯，乳化剂，水和引发剂加入混料机中，于转速为1200r/min条件下高速搅拌混合30min，得混合液，再将聚烯丙胺溶液加入混料机中，于转速为300r/min条件下搅拌混合30min，再向混料机中加入聚醋酸乙烯酯质量0.02倍的椰炭纤维，于转速为300r/min条件下继续搅拌混合30min，即得聚醋酸乙烯酯乳液。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为65%。所述乳化剂为磷脂。所述引发剂为过硫酸钠。所述聚烯丙胺溶液质量分数40%。
实例3
按重量份数计，依次取30份正硅酸乙酯和30份石蜡，先将石蜡加入坩埚中，加热到完全溶解，得液态石蜡，再将正硅酸乙酯置于冰箱中，于温度为8℃条件下冷藏30min，得冷态正硅酸乙酯，再将熔融石蜡和冷态正硅酸乙酯各自加入喷水机中，熔融石蜡喷射速率为40ml/min，冷态正硅酸乙酯喷射速率为20ml/min，两个喷水机的距离为40cm，对喷20min，即得正硅酸乙酯微球；按重量份数计，依次取60份聚醋酸乙烯酯，10份乳化剂，30份水，0.2份引发剂，20份正硅酸乙酯微球，20份聚烯丙胺溶液，先将聚醋酸乙烯酯，乳化剂，水和引发剂加入混料机中，于转速为1200r/min条件下高速搅拌混合30min，得混合液，再将正硅酸乙酯微球和聚烯丙胺溶液加入混料机中，于转速为300r/min条件下搅拌混合30min，即得聚醋酸乙烯酯乳液。所述聚醋酸乙烯酯乳液固含量为65%。所述乳化剂为磷脂。所述引发剂为过硫酸钠。所述聚烯丙胺溶液质量分数40%。
对比例：烟台某新材料科技有限公司生产的聚醋酸乙烯酯乳液。
将实例1至3所得的聚醋酸乙烯酯乳液及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
1.将一定量的乳液放入烧杯中，并置于冰箱内，于（-10±2）℃下冷冻16h，然后在（30±5）℃的水浴中将冷冻后的乳液融化1h，观察有无分层现象。如果没有，则依此方法再做一个循环，直至乳液分层。用循环次数表示冻融稳定性，循环次数越多，则说明冻融稳定性越好；
2.耐水性：按照hg/t1612的标准进行测试。取相同形状的标签纸数张，将乳液均匀涂敷在标签纸上，并粘贴于玻璃瓶上；自然晾干（2d）后，将其置于水中室温浸泡若干天；以浸入水中至标签脱落的时间作为衡量指标，持续时间越长，则表示耐水性越好；
3.力学性能：黏度，按照gb/t11175标准，采用旋转黏度计进行测定；拉伸剪切强度，按照gb/t11175标准，采用材料力学试验机进行测定。
具体检测结果如表1所示：
表1
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的聚醋酸乙烯酯乳液兼具优异的耐水性能和力学性能的优点，并且其冻融稳定性显著提高，在粘结剂材料技术领域内推广与应用具有广阔的前景。