一种快干白胶及其制备方法
【专利摘要】一种快干白胶，其特征在于包括以下质量份数的组分：改性共聚PVAc?15~25份；乙烯－乙酸乙烯酯乳液3~10份；聚乙烯醇水溶液5~10份；粘结增强剂6~16份；所述改性共聚PVAc的含固量为30~45%，是采用有机硅氧烷、丙烯酸长链酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯共聚得到的，其中有机硅氧烷、丙烯酸长链酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯的质量比为3~5：4.5~7.5：1.5~2.5：8~12。制备时以聚乙烯醇水溶液作为胶体保护剂，先合成改性共聚PVAc，再加入EVA等进行反应得到需要的自交联白胶。本发明制备工艺简单，易操作，制得的白胶具有干化快、抗冲击强、耐水、抗冻能力强的特点，且气味小、无毒无害、环保性高，在各项性能上已达到国外同类先进水平，但成本只有其1/2~1/3。
【专利说明】一种快干白胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种胶黏剂及其制备方法，具体是一种快干、抗低温性能好的白胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液作为水性粘合剂具备粘合性能好、价格便宜等优点，被广泛使用于建筑、纺织、印刷、包装等各个领域。因为以PVAc为主的粘合剂颜色多是白色，故而称为白胶。2010年我国对PVAc乳液的需求量到达30万吨以上，形成35-40亿的产业规模。但是白胶具有抗冻性差，干燥固化时间长，成膜后抗冲击能力弱等缺点，不能很好地满足我国北方及一些北欧、北美国等高寒地区的使用要求。
[0003]我国的白胶生产大多数是通用型，一般是采用聚乙烯醇缩甲醛(PVF)化的方法来提高其抗寒性能，这一来含有大量甲醛残留，不够环保，同时少量的改性，仍然存在固化时间长，抗冻性差的缺点。虽然现在对白胶进行了不断改进，如专利号为CN200710133491.7的中国专利《一种白胶及其制备方法》，这种白胶是用醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、乙醇、引发剂和阻燃剂，先将醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、乙醇和引发剂投入反应釜内，在搅拌的同时，加温至65~75°C，之后，停止加温，使其自然冷凝至出现回流时，继续加温至82~86°C，并在此温度下恒温反应60~90分钟；之后，降温至40~50°C，并加入阻燃剂,搅拌10~15分钟而制成。这种白胶不含有害物质，不会污染工作环境，不会危害人体健康，并且耐压性能也较好，在三百个大气压下不会开裂，但是抗寒性能还是不理想，与国外高性能及专业性强的优质产品相比，还是有较大差距。因此开发一种干化快，抗冻能力强的白胶，具备良好的市场前景。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种快干白胶，不仅干化快、具有优异的耐水性能和耐低温性能，而且抗冲击能力强、成本低廉，具有气味小、无毒无害、环保性高的特点。
[0005]本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种快干白胶的制备方法，采用PVAc的改性，四元共聚的方式，不仅制备工艺简单，而且制得的快干白胶具有优异的耐水性能、耐低温性能，同时抗冲击能力强、无毒无害、成本低廉。
[0006]本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为:一种快干白胶，其特征在于包括以下质量份数的组分:
[0007]改性共聚PVAc 15~25份；
[0008]乙烯一乙酸乙烯酯乳液3~10份；
[0009]聚乙烯醇水溶液5~10份 ；
[0010]粘结增强剂6~16份。
[0011]作为优选，所述改性共聚PVAc的含固量为3(T45 (wt) %，是采用有机硅氧烷、丙烯酸长链酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯共聚得到的，其中有机硅氧烷、丙烯酸长链酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯的质量比为3~5:4.5~7.5:1.5~2.5:8~12。
[0012]有机硅氧烷:单甲基类硅氧烷，如二甲基二硅氧烷CAS#63148-62_9，六甲基二硅氧烷CAS: 107-46-0，或其聚合物，如聚二甲基硅氧烷CAS9016-00-6 ；
[0013]丙烯酸长链酯以丙烯酸十六酯(HA)或者丙烯酸十八酯(ODA)为主，配合有亲水单体的丙烯酸(AA)或者甲基丙烯酸(MAA)缩聚长链，摩尔比控制在1.8~2.2:1。
[0014]淀粉衍生物:指酸性改性羟丙基淀粉或羟乙基淀粉，如羟丙基淀粉磷酸酯。
[0015]作为优选，所述乙烯一乙酸乙烯酯乳液的含固量为4(T60(wt)%。
[0016]再优选，所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度为8~12%，PVA使用醇解度≥88%，如台湾长春CCP BP24, BP 17，日本可乐丽PVA217及其他PVA2488或者PVA1788。
[0017]最后，所述粘结增强剂优选为碳酸钙和高岭土，其中碳酸钙31份质量份数，高龄土 31份质量份数。
[0018]本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为:一种快干白胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
[0019]1)按以下组分的质量份数进行称量配料:
[0020]含固量为40~60 (wt)%的乙烯一乙酸乙烯酯乳液3~10份；
[0021]质量浓度为8~12%的聚乙烯醇水溶液5~10份；
[0022]碳酸钙3~8份；
[0023]高龄土 3~8份；
[0024]淀粉衍生物1.5~2.5份；
[0025]有机硅氧烷3飞份；
[0026]聚丙烯酸长链酯4.5^7.5份，
[0027]醋酸乙烯酯8~12份；
[0028]2)首先合成改性共聚PVAc:先在反应釜中加入聚乙烯醇水溶液作为胶体保护剂，加入规定份量的醋酸乙烯酯，然后加入淀粉衍生物进行溶解，搅拌25~30分钟，再边搅拌边加入有机硅氧烷和聚丙烯酸长链酯，密封反应釜，升温到8(T85°C，给反应釜加大于>4.5kg/平方厘米的压力，搅拌时间3~4小时，抽样观察颜色均匀乳白色，搅拌离心1100^1300转/min 14~16分钟，无乳液分离，则共聚完成；
[0029]3)然后边搅拌边加入事先配好的乙烯一乙酸乙烯酯乳液，控制温度不低于90°C，搅拌时间为60-90分钟，混合均匀；
[0030]4)接着边搅拌边关闭蒸汽，使混和液温度降至55飞5°C，恢复常压，搅拌反应30-40分钟；再在混和液中边搅拌边加入配好的碳酸钙和高龄土，搅拌20-30分钟，使其均匀；
[0031]5)最后消泡至胶液为无气泡均匀白色液体，即可出料灌装。
[0032]作为改进，所述步骤5)的消泡是采用静置消泡6~10小时，或减压到低于-0.08MPa,脱气1.5~2.5小时。
[0033]最后，所述淀粉衍生物采用羟丙基淀粉磷酸酯，CAS#113894-92-1 ;有机硅氧烷采用六甲基二硅氧烷CAS: 107-46-0 ;聚丙烯酸长链酯采用丙烯酸十六酯(HA)和丙烯酸(AA) 2:1摩尔比聚合；聚乙烯醇采用台湾长春CCP BP24, BP17,日本可乐丽PVA217及其他PVA2488，PVA1788。
[0034]与现有技术相比，本发明的优点在于:以聚乙烯醇水溶液为胶体保护剂，以有机硅、丙烯酸酯进行改性制得改性共聚PVAc，本发明制备工艺简单，易操作，制得的白胶具有干化快、抗冲击强、耐水、抗冻能力强的特点，且气味小、无毒无害、环保性高，在各项性能上已达到国外同类先进水平，但成本只有其1/2~1/3。
【具体实施方式】
[0035]以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0036]实施例一
[0037]本实施例的快干抗低温白胶其配方的基本组成为:
[0038]a、含固量为3(T45wt%的淀粉衍生物、有机硅氧烷、丙烯酸长链酯改性共聚PVAc:25 ;其中改性PVA是用羟丙基磷酸双淀粉CAS#:53124-00-8及六甲基二硅氧烷CAS: 107-46-0和丙烯酸十六酯(HA)和丙烯酸(AA) 2:1摩尔比聚合物改性PVAc ；
[0039]b、含固量为4(T60wt%的乙烯一乙酸乙烯酯乳液(EVA):7 ；
[0040]C、重量浓度为8~12%的聚乙烯醇(台湾长春CCP BP24)水溶液(PVA):10 ；
[0041]d、碳酸钙:3 ;
[0042]龄土:8 ；
[0043]采用质量比；
[0044]上述快干抗低温白胶的制作方法，依次包括以下步骤:
[0045]1、在反应釜中加重量浓度为8~12%的聚乙烯醇(台湾长春CCP BP24)水溶液(PVA)约 10 份，
[0046]I1、加入规定份量约12份的醋酸乙烯酯，然后加入约2份淀粉衍生物进行溶解，搅拌30分钟，再边搅拌边加入约5份有基硅氧烷和约6份丙烯酸长链酯，密封反应釜，升温到80-85°C，给反应釜加大于5kg/平方厘米的压力，搅拌时间3小时，抽样观察颜色均匀乳白色，搅拌离心1200转/min，15分钟，无乳液分离，其和醋酸乙烯共聚完成。
[0047]II1、然后边搅拌边加入事先已配比好的约7份EVA，控制温度95°C，搅拌时间为90分钟，混合均匀；
[0048]IV、接着是边搅拌边关闭蒸汽，使混和液升温降至60°C，恢复到Iatm.，搅拌反应35分钟；
[0049]V、然后再在混和液中边搅拌边加入配比好的约3份碳酸钙和约8份高龄土，搅拌时间为20分钟，使其搅拌均匀；
[0050]V1、静置消泡8小时，或减压到低于-0.08MPa,脱气2小时，至胶液为无气泡均匀白色液体，出料灌装。
[0051]实施例二
[0052]本实施例的快干抗低温白胶其配方的基本组成为:
[0053]a、含固量为30~45wt%的改性共聚PVAc:17 ;。 [0054]b、含固量为4(T60wt%的乙烯一乙酸乙烯酯乳液(EVA):3 ；
[0055]C、重量浓度为8~12%的聚乙烯醇(日本可乐丽PVA217)水溶液(PVA):5 ；
[0056]d、碳酸钙:8 ；[0057]e、高龄土:3
[0058]上述制作方法，依次包括以下步骤:
[0059]1、在反应釜中加重量浓度为8~12%的聚乙烯醇(日本可乐丽PVA217)水溶液(PVA)约5份，
[0060]I1、再加入规定份量的8份醋酸乙烯酯，然后加入1.5份淀粉衍生物(羟丙基淀粉磷酸酯)进行溶解，搅拌30分钟，再边搅拌边加入3份有基硅氧烷(六甲基二硅氧烷CAS#:107-46-0)和4.5份丙烯酸长链酯(丙烯酸十八酯(ODA)和丙烯酸(AA)的2:1摩尔比聚合物)，密封反应釜，加温度升到80-85°C，给反应釜加大于5kg/平方厘米的压力，搅拌时间4小时，使其和醋酸乙烯共聚。
[0061]II1、然后边搅拌边加入事先已配比好的3份EVA，控制温度92度，搅拌时间为60分钟，混合均匀；
[0062]IV、接着是边搅拌边关闭蒸汽，使混和液升温降至60°C，恢复到Iatm.搅拌反应30分钟；
[0063]V、然后再在混和液中边搅拌边加入配比好的8份的碳酸钙和3份的高龄土，搅拌时间为约30分钟，使其搅拌均匀；
[0064]V1、静置消泡8小时，或减压到低于-0.08MPa,脱气2小时，至胶液为无气泡均匀白色液体，出料灌装。
[0065]以下对本发明的快干白胶的性能作进一步说明，
[0066]本发明的白胶是一种PVA和改性PVAc的组合物，产品采用水溶性体系，可以按浓度加水调节，具有气味小，环保性高的特点。
[0067]本白胶采用PVAc的改性，四元共聚，利用添加一定比例的淀粉衍生物是的白胶对纸张，木材等材料的黏接能力大大提高。
[0068]采用有基硅氧烷改善PVAc的温敏性能，使得白胶的耐侯能力加强，适应低温环境使用。干后在一 20°C的环境，成膜白胶不会脆化。
[0069]丙烯酸长链酯改变了其表面特性，增加了其干化速度和耐水能力。成膜白胶期间成干化后在50°C水中浸泡测试，72小时不膨胀，脱落！
[0070]技术上涉及用聚乙烯醇水溶液为胶体保护剂，有机硅、丙烯酸酯序列结构控制，淀粉接枝率控制。
[0071]本白胶用碳酸钙与高岭土为粘结增强剂，用量分别3 - 8%，使得产品的粘性适合，产品的粘度适中，方便白胶的施工涂布。本白胶:可在_5°C至40°C环境中用于粘贴各种纸张，木材。
[0072]产品水性材料，不可燃烧，即使附近物品燃烧，产品受热也不会释放出有害物质，可以使用常规用的水，干粉，二氧化碳，泡沫灭火器灭火。
[0073]产品在干化后的外观状况和普通白胶相近，收缩不明显。
[0074]主要技术经济指标:
[0075]自交联型乙酸乙烯酯乳液，乳白色乳液，固含量:35-45%;机械稳定性:好；PH值:4~7。生产预计最大产量20T/月，需要提供1000L反应釜两个，500L反应釜I个，搅拌混合机I台，操作工人3-5人，场地面积300-400平方米，高4米，局部高5-6米。设备投资约20万元，其它费用约3万元。预计经济效益分析:原材料成本4000-9000元/吨，每吨利润25000-35000 元。 [0076]品质状况:固含>35%，PH4-6，抗冻性能-50~60°C，干燥时间<20min。采用水性环保体系，无有机有害溶剂，符合相关环保要求。
【权利要求】
1.一种快干白胶，其特征在于包括以下质量份数的组分: 改性共聚PVAc 15~25份； 乙烯一乙酸乙烯酯乳液3~10份； 聚乙烯醇水溶液，5~10份； 粘结增强剂6~16份。
2.根据权利要求1所述的快干白胶，其特征在于所述改性共聚PVAc的含固量为3(T45(wt)%，是采用有机硅氧烷、丙烯酸长链酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯共聚得到的，其中有机硅氧烷、丙烯酸长链酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯的质量比为:3~5:4.5^7.5:1.5~2.5:8~12。
3.根据权利要求2所述的快干白胶，其特征在于所述有机硅氧烷采用单甲基类硅氧烷，如二甲基二硅氧烷CAS#63148-62-9，六甲基二硅氧烷CAS: 107_46_0，或其聚合物，如聚二甲基硅氧烷CAS9016-00-6 ;丙烯酸长链酯以丙烯酸十六酯(HA)或者丙烯酸十八酯(ODA)为主，配合有亲水单体的丙烯酸(AA)或者甲基丙烯酸(MAA)缩聚长链，摩尔比1.8~2.2:1 ;淀粉衍生物指酸性改性羟丙基淀粉或羟乙基淀粉，如羟丙基淀粉磷酸酯。
4.根据权利要求1所述的快干白胶，其特征在于所述乙烯一乙酸乙烯酯乳液的含固量为 40~60 (wt)%。
5.根据权利要求1所述的快干白胶，其特征在于所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度为8~12%，PVA使用醇解度≥88%，选用台湾长春CCP BP24, BP17,日本可乐丽PVA217，其他PVA2488 或者 PVA1788。
6.根据权利要求1所述的快干白胶，其特征在于所述粘结增强剂为碳酸钙和高岭土，其中碳酸钙31份质量份数，高龄土 31份质量份数。
7.一种快干白胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤: O按以下组分的质量份数进行称量配料: 含固量为40~60 (wt) %的乙烯一乙酸乙烯酯乳液3~10份； 质量浓度为8~12%的聚乙烯醇水溶液5~10份； 碳酸钙31份； 高龄土 3~8份； 淀粉衍生物1.5^2.5份； 有机硅氧烷3~5份； 聚丙烯酸长链酯4.5^7.5份， 醋酸乙烯酯8~12份； 2)首先合成改性共聚PVAc:先在反应釜中加入聚乙烯醇水溶液作为胶体保护剂，加入规定份量的醋酸乙烯酯，然后加入淀粉衍生物进行溶解，搅拌25~30分钟，再边搅拌边加入有机硅氧烷和聚丙烯酸长链酯，密封反应釜，升温到8(T85°C，给反应釜加大于>4.5kg/平方厘米的压力，搅拌时间3~4小时，抽样观察颜色均匀乳白色，搅拌离心1100-1300转/min14~16分钟，无乳液分离，则共聚完成； 3)然后边搅拌边加入事先配好的乙烯一乙酸乙烯酯乳液，控制温度不低于90°C，搅拌时间为60-90分钟，混合均匀； 4)接着边搅拌边关闭蒸汽，使混和液温度降至55飞5°C，恢复常压，搅拌反应30-40分钟；再在混和液中边搅拌边加入配好的碳酸钙和高龄土，搅拌20-30分钟，使其均匀； 5)最后消泡至胶液为无气泡均匀白色液体，即可出料灌装。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述步骤5)的消泡是采用静置消泡6^10小时，或减压到低于-0.08MPa，脱气1.5^2.5小时。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述淀粉衍生物采用羟丙基淀粉磷酸酯，CAS#113894-92-1 ;有机硅氧烷采用六甲基二硅氧烷CAS: 107-46-0 ;聚丙烯酸长链酯采用丙烯酸十六酯(HA)和丙烯酸(AA) 2:1摩尔比聚合；聚乙烯醇采用台湾长春CCPBP24, BP17,日本可乐丽 PVA217、其他 PVA2488 或者 PVA1788。
【文档编号】C09J11/08GK103834333SQ201210487318
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2012年11月26日
【发明者】钱小华 申请人:宁波百仕高联合工业有限公司