本发明属于粘接剂技术领域，具体涉及一种粘接固体用的粘接剂的制备方法。
背景技术：
我国固体材料使用粘接剂的用量在持续扩大，品种也在不断增多。
随着技术人员的不断研究，目前市场上也有不含甲醛的胶黏剂，如大豆胶。大豆胶是将水解大豆粉与酚醛树脂共反应，得到大豆基胶黏剂树脂，即大豆胶。由于大豆胶中不含甲醛，使其在木材工业领域的应用研究越来越得到重视，但是大豆胶在粘结力和抗水性能方面，远达不到木材加工领域所需的性能，限制了其在木材胶黏剂领域中的应用。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于提供一种粘接固体用的粘接剂的制备方法，本发明所制备的粘接固体用的粘接剂的制备方法不含甲醛，具有优异的粘结力和抗水性能，并且具有优良的耐溶剂性。
本发明提供了一种粘接固体用粘接剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将单体、乳化剂、引发剂、ph调节剂与水混合，进行乳液聚合，得到粘接固体用粘接剂；
所述单体包括主单体和功能单体，所述主单体为乙烯基不饱和羧酸酯和芳香族乙烯基化合物的一种或多种，所述功能单体为不饱和羧酸和不饱和羧酸酰胺中的一种或多种。
2）将ph调节剂、第一质量份的单体，第一质量份的乳化剂、第一质量份的引发剂与第一质量份的水混合，进行反应，得到反应液；
3）向所述反应液中加入预乳化料以及第二质量份的引发剂，进行乳液聚合，得到粘接固体用粘接剂；
所述预乳化料包括第二质量份的单体、第二质量份的乳化剂和第二质量份的水；
所述第一质量份的单体与第二质量份的单体的用量之比为（10～50）:（50～90）；
所述第一质量份的乳化剂与第二质量份的乳化剂的用量之比为（10～50）:（50～90）；
所述第一质量份的引发剂与第二质量份的引发剂的用量之比为（10～50）:（50～90）；
所述第一质量份的水与第二质量份的水的用量之比为（10～50）:（50～90）。
所述功能单体还包括乙烯基不饱和腈类化合物。
所述单体、乳化剂、引发剂、ph调节剂与水的质量比为100：（0.3～7）：（0.15～0.95）：（0.1～0.5）：（100～150）。
与现有技术相比，将单体、乳化剂、引发剂、ph调节剂与水混合，进行乳液聚合，得到粘接固体用粘接剂；所述单体包括主单体和功能单体，所述主单体为乙烯基不饱和羧酸酯和芳香族乙烯基化合物的一种或多种，所述功能单体为不饱和羧酸和不饱和羧酸酰胺中的一种或多种。本发明以乙烯基不饱和羧酸酯和/或芳香族乙烯化合物为主单体，辅以乙烯基不饱和腈类、不饱和羧酸和不饱和羧酸酰胺中的一种和多种作为功能单体，避免使用甲醛为原料，并采用乳液聚合的方法，使制备得到的粘接固体用粘接剂具有优异的耐水性、粘结性、耐溶剂性。
具体实施方式
本发明提供了一种粘接固体用粘接剂的制备方法，包括以下步骤：
将单体、乳化剂、引发剂、ph调节剂与水混合，进行乳液聚合，得到粘接固体用粘接剂；
所述单体包括主单体和功能单体，所述主单体为乙烯基不饱和羧酸酯和芳香族乙烯基化合物的一种或多种，所述功能单体为不饱和羧酸和不饱和羧酸酰胺中的一种或多种。
本发明首先将单体、乳化剂、引发剂、ph调节剂与水混合，进行乳液聚合，得到粘接固体用粘接剂。
本发明所述的单体包括主单体和功能单体，其中，所述主单体中，所述乙烯基不饱和羧酸酯优选为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸辛酯中的一种或多种，更优选为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯中的一种或多种；所述乙烯基不饱和羧酸酯与所述单体的质量比优选为（40～70）：100，更优选为（50～60）：100；
所述芳香族乙烯基化合物优选为苯乙烯和α-甲基苯乙烯中的一种或多种，更优选为苯乙烯；所述芳香族乙烯基化合物与所述单体的质量比优选为（30～50）：100，更优选为（35～45）：100。
在所述单体的功能单体中，所述不饱和羧酸优选为丙烯酸、衣康酸或甲基丙烯酸，更优选为丙烯酸或甲基丙烯酸；所述不饱和羧酸与所述单体的质量比优选为（0.1～5）：100，更优选为（1～3）：100；
所述不饱和酰胺优选为丙烯酰胺或n-羟甲基丙烯酰胺，更优选为n-羟甲基丙烯酰胺；所述不饱和羧酸酰胺与所述单体的质量比优选为（0.1～5）：100，更优选为（1～3）：100。
在本发明中，所述功能单体还包括乙烯基不饱和腈类化合物，所述乙烯基不饱和腈类化合物优选为丙烯腈或甲基丙烯腈，更优选为丙烯腈；所述乙烯基不饱和腈类化合物与所述单体的质量比优选为（0～10）：100，更优选为（2～8）：100。
本发明所述主单体与功能单体的质量比优选为（82～98.9）：（1.1～18），更优选为（85～90）：（10～15）。
在本发明中，所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂形成的复合乳化剂。其中，所述阴离子乳化剂优选为烷基硫酸盐、聚乙烯醇、仲烷基磺酸钠化合物及其衍生物和(z)-9-十八烯酸钾盐中的一种或多种，更优选为十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、仲烷基磺酸钠和十八碳烯酸钾中的一种或多种；所述非离子乳化剂优选为烷基芳基聚氧乙烯醚中的一种或多种，更优选为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚。其中，所述阴离子乳化剂与非离子乳化剂的质量比优选为1：（1～6），更优选为1：（2～5）。本发明采用复合乳化体系，选用阴离子乳化剂与非离子乳化剂的复配，通过调整阴离子乳化剂与非离子乳化剂的质量比，使胶黏剂在体系中形成核壳结构，提高了胶黏剂的性能。
本发明添加的引发剂为水溶性热分解型过硫酸盐引发剂，可以降低对环境的污染，优选为过硫酸盐类化合物，更优选为过硫酸钾或过硫酸铵。所述ph调节剂为磷酸氢二钠。所述水优选为去离子水。本发明对所述单体、乳化剂、引发剂、ph调节剂的来源并无特殊限制，一般市售即可。
在本发明中，所述单体、乳化剂、引发剂、ph调节剂与水的质量比优选为100：（0.3～7）：（0.15～0.95）：（0.1～0.5）：（100～150），更优选为100：（1～5）：（0.2～0.8）：（0.2～0.3）：（120～140）。
本发明对上述单体、乳化剂、引发剂、ph调节剂与水混合，进行乳液聚合的场所并无特殊限制，可以为聚合釜。并且，本发明对上述原料的加料方式并无特殊限制，可以将上述原料一次加入到反应器中，也可以分批加入到反应器中，在本发明中，优选将所述原料分批加入到反应器中，进行乳液聚合反应，具体方法为：
a）将ph调节剂、第一质量份的单体，第一质量份的乳化剂、第一质量份的引发剂与第一质量份的水混合，进行反应，得到反应液；
b）向所述反应液中加入预乳化料以及第二质量份的引发剂，进行乳液聚合，得到粘接固体用粘接剂；
所述预乳化料包括第二质量份的单体、第二质量份的乳化剂和第二质量份的水；
本发明将ph调节剂、第一质量份的单体、第一质量份的乳化剂、第一质量份的引发剂与第一质量份的水混合，其中，本发明对所述混合的方式并无特殊限制，在本发明中，优选按照如下方法混合：
将聚合釜抽真空后，向所述聚合釜中加入ph调节剂、第一质量份的单体、第一质量份的乳化剂和第一质量份的水，将所述聚合釜加热升温后，加入第一质量份的引发剂，进行反应，得到反应液。其中，所述聚合反应釜加热升温的温度优选为50～90℃，更优选为60～80℃；向聚合釜加入引发剂，进行反应的时间优选为0.5～2.5h，更优选为1～2h。所述反应的单体转化率优选为60%～90%，更优选为70%～80%。
本发明在进行乳液聚合时，采用阶梯控温工艺，提高了乳液聚合得到的胶黏剂的稳定性，防止凝胶产生，提高了胶黏剂的性能。本发明采用较高的聚合温度，即在对ph调节剂、第一质量份的单体，第一质量份的乳化剂、第一质量份的引发剂与第一质量份的水混合，将上述原料物质加热到聚合反应所需的温度50～90℃，所述步骤b）中乳液聚合的反应温度的维持和提高则由步骤a）中反应的聚合反应热补充，可以减少能耗。
具体的，在向聚合釜加入第一质量份的原料，所述第一质量份的原料包括：ph调节剂、第一质量份的单体，第一质量份的乳化剂和第一质量份的水，所述聚合釜配有换热系统，聚合釜与换热系统的温度串级调节通过所述换热系统中的内循环水控制，对所述第一质量份的原料进行加热，所述加热温度优选为50～90℃，更优选为60～80℃，在对所述第一质量份的原料进行加热的同时，向反应釜中添加第一质量份的引发剂，当聚合釜中的第一质量份的单体的转化率为60%～90%时，停止加热。第一质量份的原料与第一质量份的引发剂反应的反应热可以用来补充预乳化液与第二质量份的引发剂进行的乳液聚合反应所需的反应温度。
得到反应液后，向所述反应液中加入预乳化料以及第二质量份的引发剂，进行乳液聚合。其中，所述预乳化料包括第二质量份的单体、第二质量份的乳化剂和第二质量份的水。
在本发明中，将第二质量份的单体进行预乳化，得到预乳化料。本发明对所述预乳化的方式并无特殊限制，本领域技术人员熟知的预乳化方式即可。其中，单体经过乳化剂预乳化后充分溶胀，将所述预乳化料与第二质量份的引发剂采用连续加料的方式加入到反应液中，在保证高聚合转化率的条件下，是单体进行均匀的链增长。
将所述预乳化料以及第二质量份的引发剂连续加入到反应液中，进行乳液聚合。其中，所述乳液聚合的温度优选为80～100℃，更优选为85～95℃。测定聚合釜中的单体的转化率，当所述单体转化率＞99%时，即可停止反应，得到最终反应液。
其中，所述第一质量份的单体与第二质量份的单体的用量之比优选为（10～50）:（50～90），更优选为（20～40）:（60～80）；所述第一质量份的乳化剂与第二质量份的乳化剂的用量之比优选为（10～50）:（50～90），更优选为（20～40）:（60～80）；所述第一质量份的引发剂与第二质量份的引发剂的用量之比优选为（10～50）:（50～90），更优选为（20～40）:（60～80）；所述第一质量份的水与第二质量份的水的用量之比优选为（10～50）:（50～90），更优选为（20～40）:（60～80）。
停止反应后，得到最终反应液，将所述最终反应液进行后处理，所述后处理的具体方法为：
将所述最终反应液进行脱气处理、调节ph值，即可得到粘接固体用粘接剂。
在本发明中，采用脱气处理去除全部的未反应完全的单体。本发明对所述脱气处理的方式并无特殊限制，优选采用加压抽真空的方式进行脱气处理。在所述脱气处理之后，测定最终反应液中不饱和挥发物的残余量，所述残余量优选为≤300ppm，更优选为≤200ppm。用氨水调节所述最终反应液的ph值，即可得到粘接固体用粘接剂，所述ph值的范围优选为5.5～7.5，更优选为6～7。
本发明以乙烯基不饱和羧酸酯和/或芳香族乙烯化合物为主单体，辅以乙烯基不饱和腈类、不饱和羧酸和不饱和羧酸酰胺中的一种和多种作为功能单体，避免使用甲醛为原料，并采用乳液聚合的方法，使制备得到的木材用胶黏剂具有优异的耐水性、粘结性和耐溶剂性。
结果表明，本发明所制备的粘接固体用粘接剂的粘度≥269mpa·s，残余不饱和挥发物≤300ppm，粒径为1.0～2.2μm，总固物含量为40%～45%。并且，具有良好的机械强度，甲醛释放率低。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的粘接固体用粘接剂进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
在预乳化釜中加入30g去离子水、0.3g十二烷基硫酸钠、0.7g辛基酚聚氧乙烯醚、32g丙烯酸乙酯、18g丙烯酸丁酯、24g苯乙烯、0.5g丙烯酸、丙3.0g烯腈、2.5gn-羟甲基丙烯酰胺，在25℃条件下搅拌20分钟，搅拌均匀，得到预乳化料。
在引发剂槽中加入去离子水20g、过硫酸铵0.7g，搅拌至溶解，得到引发剂溶液。将所述引发剂溶液质量的30%作为第一质量份的引发剂溶液，将所述引发剂溶液质量的70%作为第二质量份的引发剂溶液。
聚合釜抽真空后在釜中加入80g去离子水、0.2g十二烷基硫酸钠、0.5g辛基酚聚氧乙烯醚、8g丙烯酸乙酯、9g丙烯酸丁酯、6g苯乙烯、0.5g丙烯酸，0.1g磷酸氢二钠，在25℃条件下搅拌20分钟，搅拌均匀。
通过反应釜的夹套用蒸汽升温，当温度达到80℃时，停止蒸汽升温，加入第一质量份的引发剂溶液，然后开始反应，反应2小时，当反应至转化率达到90%时，缓慢向反应釜内连续加料，即上述制备的预乳化料、第二质量份的引发剂溶液分别打进反应釜中，温度控制在90℃，所述预乳化料及第二质量份的引发剂加料结束后，将反应温度维持在95℃。当转化率达到99%以上时，将聚合釜抽真空，进行脱气处理，脱除全部的残余的单体，测定乳液中残余不饱和挥发物为226ppm。用氨水调胶乳的ph值达到7.3，产品降温到30℃，经过滤后到混合槽进行包装，得到粘接固体用粘接剂。
实施例2
在预乳化釜中加入30g去离子水、0.4g仲烷基磺酸钠、0.7g壬基酚聚氧乙烯醚、50g丙烯酸丁酯、25g苯乙烯、1.5g甲基丙烯酸、1g丙烯酰胺，在25℃条件下搅拌20分钟，搅拌均匀，得到预乳化料。
在引发剂槽中加入去离子水20g、过硫酸铵0.6g，搅拌至溶解，得到引发剂溶液。将所述引发剂溶液质量的30%作为第一质量份的引发剂溶液，将所述引发剂溶液质量的70%作为第二质量份的引发剂溶液。
聚合釜抽真空后在釜中加入80g去离子水、0.2g仲烷基磺酸钠、0.5g壬基酚聚氧乙烯醚、15g丙烯酸丁酯、10g苯乙烯、0.5g甲基丙烯酸，0.2g磷酸氢二钠，在25℃条件下搅拌20分钟，搅拌均匀。
通过反应釜的夹套用蒸汽升温，当温度达到90℃时，停止蒸汽升温，加入第一质量份的引发剂溶液，然后开始反应，反应2小时，当反应至转化率达到90%时，缓慢向反应釜内连续加料，即上述制备的预乳化料、第二质量份的引发剂溶液分别打进反应釜中，温度控制在90℃，所述预乳化料及第二质量份的引发剂加料结束后，将反应温度维持在95℃.当转化率达到99%以上时，聚合釜抽真空，进行脱气处理，脱除全部的残余的单体，乳液中残余不饱和挥发物为183ppm。用氨水调胶乳的ph值达到7.0，产品降温到30℃，经过滤后到混合槽进行包装，得到粘接固体用粘接剂。
实施例3
在预乳化釜中加入30g去离子水、0.5g十八碳烯酸钾、0.9g烷基酚聚氧乙烯醚、42g丙烯酸辛酯、31g苯乙烯、3g丙烯腈、1.8g丙烯酸、0.8gn-羟甲基丙烯酰胺，在25℃条件下搅拌20分钟，搅拌均匀，得到预乳化料。
在引发剂槽中加入去离子水20g、过硫酸铵0.7g，搅拌至溶解，得到引发剂溶液。将所述引发剂溶液质量的30%作为第一质量份的引发剂溶液，将所述引发剂溶液质量的70%作为第二质量份的引发剂溶液。
聚合釜抽真空后在釜中加入80g去离子水、0.2g十八碳烯酸钾、0.6g烷基酚聚氧乙烯醚、15g丙烯酸辛酯、9g苯乙烯、0.6g丙烯酸、0.3g聚乙烯醇、0.2g磷酸氢二钠，在25℃条件下搅拌20分钟，搅拌均匀。
通过反应釜的夹套用蒸汽升温，当温度达到90℃时，停止蒸汽升温，加入第一质量份的引发剂溶液，然后开始反应，反应2小时，当反应至转化率达到90%时，缓慢向反应釜内连续加料，即上述制备的预乳化料、第二质量份的引发剂溶液分别打进反应釜中，温度控制在90℃，所述预乳化料及第二质量份的引发剂加料结束后，将反应温度维持在95℃。当转化率达到99%以上时，聚合釜抽真空，进行脱气处理，脱除全部的残余的单体，测定乳液中残余不饱和挥发物为211ppm。用氨水调胶乳的ph值达到6.8，产品降温到30℃，经过滤后到混合槽进行包装，得到粘接固体用粘接剂。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。