改性聚乙酸乙烯酯乳液的研究

第10卷第4期中國膠粘劑21.改性聚乙酸乙烯酯乳液的研究劉德崢(平原大學(xué)化工系河南省新鄉453003 )摘要研制了一種改性聚乙酸乙烯酯乳液通過(guò)乳化穩定劑聚乙烯醇的縮醛化用丙烯酸進(jìn)行核殼乳液共聚和添加松香樹(shù)脂共混相結合的方法成功地解決了通用乙酸乙烯酯乳液的抗水性、抗凍性和抗蠕變性較差的問(wèn)題。關(guān)鍵詞:聚乙酸乙烯酯乳液;核殼乳液共聚;抗水性;抗凍性;抗蠕變性中圖分類(lèi)號:TQ433.433 .文獻標識碼:B .文章編號:1004- 2849( 2001 )4- 0021- 0310%的復配并經(jīng)縮甲醛處理的聚乙烯醇水溶液部前言分乳化劑OP- 10，已溶入部分改性松香的乙酸乙烯聚乙酸乙烯酯乳液具有無(wú)毒無(wú)害且不易燃易酯單體總量的15% ,充分攪拌進(jìn)行預乳化0.5h ;升爆生產(chǎn)容易價(jià)格低廉,性能良好,應用方便等特溫至60~ 65C滴加質(zhì)量分數為0.2%的引發(fā)劑過(guò)點(diǎn),已廣泛用于建筑紡織、包裝、印刷、木材加工、涂硫酸銨溶液用量的40%攪拌反應2.5h以形成種子料及粘合劑等領(lǐng)域中多孔材料的粘接,成為合成樹(shù)膠核。然后再向膠核溶液內加入適量的無(wú)離子水,脂乳液中用量較大的乳液。但是聚乙酸乙烯酯乳液聚乙烯醇縮甲醛溶液乳化劑OP- 10 ,將已溶入改也固有-些缺點(diǎn)如抗水性和抗蠕變性差1]抗凍性性松香的乙酸乙烯酯和丙烯酸混合單體的1/15加差23]等使其進(jìn)一步擴大應用范圍受到了限制。入攪拌升溫至72~ 75C ;反應0.5h后均勻滴加過(guò)本文采用復配乳化穩定劑和縮醛化,乙酸乙烯硫酸銨溶液間歇滴加混合單體和乳化劑嚴格控制酯與丙烯酸共聚以及在聚合單體中溶入疏水性樹(shù)脂乳化劑的補加速度,以免生成新的膠束和新的乳膠等方法研制出改性聚乙酸乙烯酯乳液其抗水性,粒。反應溫度在80C左右混合單體以4~ 5h加完抗凍性和抗蠕變性得到很大改善。為宜。單體加畢后保持攪拌20min，進(jìn)行升溫,同時(shí)滴完余下的過(guò)硫酸銨溶液。然后升溫至90~ 95C ,1實(shí)驗部分保溫反應0.5h，降溫至50°C ,加入中和劑碳酸氫鈉溶液,調pH值為6~7加入增塑劑鄰苯二甲酸二丁1.1 主要原料及規格酯攪拌0.5h使其混合均勻后出料。.乙酸乙烯酯,工業(yè)品聚合級北京有機化工廠(chǎng). 1.3 性能測試生產(chǎn);丙烯酸,工業(yè)品聚合級北京東方化工廠(chǎng)生1.3.1 固體質(zhì)量百分數產(chǎn),改性松香工業(yè)品江西遂川縣化工廠(chǎng)生產(chǎn)聚乙按GB11175 - 89測定。烯醇工業(yè)品技術(shù)規格:1788 醇解度86.0% ~ 90.1.3.2粘度0% ,1799 醇解度99. 8% ~ 100% ,北京有機化工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)硫酸銨化學(xué)純北京化工廠(chǎng)生產(chǎn);乳化劑定。用NDJ- 79型旋轉粘度計按GB11175- 89測OP-10工業(yè)品上海助劑廠(chǎng)生產(chǎn);碳酸氫鈉工業(yè)1.3.3 pH值品天津堿廠(chǎng)生產(chǎn);鄰苯二甲酸二丁酯工業(yè)品北京用精密pH試紙測定?；S(chǎng)生產(chǎn)。中國煤化工1.2 實(shí)驗方法在裝有攪拌器、加料器、回流冷凝器和溫度計的JHCN MHGC-5C條件下冷凍48h后觀(guān)祭床紹倩況。四頸燒瓶中,加入適量的無(wú)離子水、質(zhì)量分數為1.3.5 抗水性*收稿日期2000=06- 19作者簡(jiǎn)外2列德氟( 1952 - )副教授系副主任主要從事精細化工的教學(xué)和科研。主編出版專(zhuān)著(zhù)2部發(fā)表論文20余篇開(kāi)發(fā)產(chǎn)品6項。CHINA ADHESIVESVol.10 No.4 .木板為400mmx30mmx10mm搭接面為400mm解在乙酸乙烯酯單體中然后進(jìn)行乳液聚合能使疏x 30mm，兩個(gè)粘接面涂上制備的乳液后輕壓,自 然水松香與共聚乳液均勻混合提高了乳液的抗水性,干燥24h ,每項測試用6對試板。將試樣分別放入并可降低乳液的生產(chǎn)成本[ 6。309C和80C水中浸泡測定開(kāi)膠時(shí)間。2.2改性 聚乙酸乙烯酯乳液的抗凍性1.3.6 粘接強度改性聚乙酸乙烯酯乳液抗凍性見(jiàn)表2。按GB11178 - 89測定。.表2改性聚乙酸乙烯酯乳液抗凍性1.3.7 抗蠕變性測試指標改性乳液普通乳液按文獻4測定不同溫度下的剪切強度,以顯示抗凍性出乳膠的抗蠕變性。不凍結凍結( -3C~ -5C A48h)1.4 產(chǎn)品質(zhì)量指標凍融穩定性外觀(guān)乳白色液體( -20+1C ,18h 20C 6h反復5次)不破乳破乳pH值6~ 7粘度/Pa.s5~6由表2可見(jiàn)普通乳液的抗凍性差改性后的乳固體質(zhì)量分數/%51~ 52液抗凍性明顯提高。普通的乳液是以單-規格的聚乙烯醇為乳化穩定劑其分子鏈上的大量羥基在低2結果 與討論溫下易與水形成氫鍵,使乳液失去流動(dòng)性成為膠凍2.1 改性聚乙酸乙酯乳液的抗水性及剪切強度狀，而在凍結過(guò)程中乳液顆粒凝聚成為大顆?；驁F改性聚乙酸乙烯酯乳液的抗水性及剪切強度見(jiàn)狀乳液失去恢復的可能成為廢物。改性乳液采用乳化穩定劑復配技術(shù)并進(jìn)行了縮醛化處理,又引進(jìn)表1。功能性單體丙烯酸和疏水性松香樹(shù)脂減少了水合表1改性聚乙酸乙烯 酯乳液的抗水性及剪切強度氫鍵同時(shí)由于丙烯酸的羧基比較集中于乳液顆粒改性乳液普通乳液的表面形成了一層帶電的保護層使乳液顆粒的凝試樣30C水浸泡不開(kāi)膠時(shí)間/d21聚趨勢大為減弱,故在低溫狀態(tài)下,即使乳液被凍80C水浸泡不開(kāi)膠時(shí)間/h23.54結在溫度恢復時(shí)因乳膠顆粒未凝聚也能恢復到原干態(tài)剪切強度/MPa14. 869.84始狀態(tài),使其仍具有應用價(jià)值。濕態(tài)剪切強度/MPa2.600.322.3改性 聚乙酸乙烯酯乳液的抗蠕變性由表1可看出改性聚乙酸乙烯酯乳液的抗水改性聚乙酸乙烯酯乳液的抗蠕變性見(jiàn)表3。性及剪切強度較普通乳液顯著(zhù)提高。普通聚乙酸乙表3改性聚乙酸乙烯酯乳液的抗蠕變性烯酯乳液抗水性差的主要原因是采用了水溶性高分子化合物聚乙烯醇( PVA )作乳化穩定劑,它不可避環(huán)境溫度/C免地把大量的親水性羥基帶進(jìn)了乳液，當乳液成膜2:14.86時(shí)使得膜的親水性增加其次聚乙酸乙烯酯分子中4(13. 205.52有乙酸根基團存在具有一定的吸水性 其24h的吸5(1.633.28水率為3%[5]。本研究采用復配乳化穩定劑將不6(9.821.78同技術(shù)規格的聚乙烯醇( PVA1788和PVA1799 )冶理7(9.020.88配合并進(jìn)行縮甲醛化處理,使聚乙烯醇與甲醛發(fā)生87.20無(wú)法測出縮聚反應主要是在相鄰分子的羥基間形成六元環(huán)縮醛減少了聚乙烯醇分子的羥基數目增加了乳化中國煤化工,酯乳液做膠粘劑時(shí)，穩定劑自身的抗水性,也就提高了聚乙酸乙烯酯乳隨溫/CNM.H G降而改性乳液則明顯液的抗水性。丙烯酸單體帶有功能性基團與乙酸得到改善。這是因為聚乙酸乙烯酯是熱塑性樹(shù)脂,乙烯酯共聚制得的乳液膠合時(shí)能與木材上的一一般以頭尾結合 為主的無(wú)定形高分子物作為膠粘.0H、- -CH2OH發(fā)生化學(xué)反應形成化學(xué)鍵提高乳液劑其粘接力主要是分子間力,若長(cháng)時(shí)間承受靜載荷的抗水性和剪謝強度。改性松香作為疏水性樹(shù)脂溶作用并受外界環(huán)境影響時(shí)，膠層的強度會(huì )明顯下第10卷第4期中國膠粘劑降產(chǎn)生滑動(dòng)即發(fā)生蠕變現象。通過(guò)乙酸乙烯酯和( 2敗性聚乙酸乙烯酯乳液成本略高于普通乳液,但含羧基單體丙烯酸進(jìn)行核殼共聚,并添加松香樹(shù)脂其性能優(yōu)良而用量可減少總體價(jià)格可基本持平具混合改性在聚合反應過(guò)程中以及在膠層干燥過(guò)程有市場(chǎng)開(kāi)發(fā)潛力。中形成化學(xué)鍵而達到一定程度的交聯(lián),使膠層達到參考文獻破壞程度時(shí)所需要的剪切力大為增加抗熱性提高，[1] 曹同玉劉慶普胡金生編.聚合物乳液合成原理性能抵抗因環(huán)境溫度升高而致的膠層蠕變松馳能力即抗及應用[ M ].北京:化學(xué)工業(yè)出版社1999.520.蠕變性也明顯增強。[2] 劉德崢張引沁,黃艷芹等. VAC- MMA- AA- AN四元核共聚乳液粘合劑的研究[ J],精細化工,2000 ,173結論(2)76.[3]秦益琴張寶華徐紅,改性聚醋酸乙烯酯乳液的研制(1經(jīng)實(shí)驗確定的優(yōu)化條件乳化穩定劑原料配比m[ J].中國膠粘劑,1998 X2):13.(聚乙烯醇1799):m(聚乙烯醇1788)= 1.0:1.7 ;共[4] 王孟鐘黃應昌主編膠粘劑應用手冊[ M].北京:化學(xué)聚和共混原料配比m(乙酸乙烯酯):m(丙烯酸):m工業(yè)出版社,1987 .882.(改性松香)= 1.0:0. 062:0.087 ;膠核反應溫度為[5]酈興媛張正根. 聚醋酸乙烯[ M].化工百科全書(shū)(第八639C反應時(shí)間2.5h膠殼反應溫度80C反應時(shí)間卷).北京化學(xué)工業(yè)出版社,1994 992.4.5h所得改性聚乙酸乙烯酯乳液具有良好的抗水[6] 楊寶武聚醋酸乙烯乳液組成與性質(zhì)J ].中國膠粘劑,1997 A( 1 )48.性、抗凍性和抗蠕變性。Modified polyvinyl acetate emulsionLIU De-zheng( Department of Chemical Engineering , Pingyuan University , Xinxiang , Henan 453003 , China )中國煤化工Abstract :This article synthesizes a new kind of polyvinyl ace.MHC N M H Gof conmon polyvinyl ac-etate emulsion' s poor watetrproof , anti-freezing and creep-ressistant properties was successfully solved by the acetalationof polyvinyl alcohol as stabilizing agent , by adding acrylic acid and rosn resin , by means of core-shell emulsion copoly-merization.Keywords : polyvinyl acetate emulsion ; core-shell emulsion copolymerization ; waterproof property ; anti freez-ing ; creep-estahce