Nma改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑及其製備方法

2023-05-23 01:43:21 2

Nma改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑及其製備方法
【專利摘要】NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑及其製備方法，組分為聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、氧化還原引發劑、緩衝劑、N-羥甲基丙烯醯胺（NMA）和去離子水。加入N-羥甲基丙烯醯胺作為共聚合單體，提高粘結強度；應用本發明的方法製得的聚醋酸乙烯酯膠黏劑，由於採用氧化還原引發體系製備，可以在低溫下高效進行，轉化率高，製備工藝簡單；製備得到的聚醋酸乙烯酯膠黏劑，其耐水性可以達到歐洲D3的標準，耐水性能好。
【專利說明】NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑及其製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種改性木材粘合劑，尤其是一種木材用NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯 木材膠黏劑及其製備方法。

【背景技術】
[0002] 聚醋酸乙烯（PVAc)乳液作為一種水基膠粘劑與其它溶劑型膠粘劑相比具有綠色 環保的優勢，隨著人們對生活品質的要求越來越高，它也越來越受青睞。廣泛應用於乳膠漆 製造、建築裝修、家具製造、造紙及紙品加工、木材加工、書籍裝訂、汽車內飾、捲菸接嘴等多 個領域。但是在木地板拼接、家具拼板等方面，PVAc乳液難以滿足其耐水性和粘接強度的 要求，還有待提1?。
[0003] 聚醋酸乙烯酯是一種線性結構的熱塑性高聚物，普通的聚醋酸乙烯酯乳液在乾燥 固化後所成的膜層的耐熱性和耐水性能較差。但由於其環保的優勢，國內外專家將PVAc乳 液的改性作為研究開發的重點。除了使用新型PVA增強其耐水性外，通過引入具有反應性 基團的單體進行交聯也能夠增強聚醋酸乙烯酯的耐水性。外加交聯劑改性是高聚物改性的 一種重要手段，交聯劑的加入可以很好的改善膠膜的耐水性，進一步提高PVAc乳液的耐水 性及粘結強度，從而使粘結強度達到歐洲EN 204中D3級的要求。NMA與醋酸乙烯酯單體 共聚乳液在熱或者酸性固化劑作用下能夠形成大分子之間的交聯，乳液乾燥固化後形成耐 水、耐化學藥品性能較好的並具有較高的硬度和內聚強度的膜層。


【發明內容】

[0004] 解決的技術問題：本發明提供一種NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑及其制 備方法，解決現在粘合劑粘結強度低、耐水性差等問題，得到綠色環保的膠黏劑。
[0005] 技術方案：NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑，組分為聚乙烯醇、醋酸乙烯 酯、氧化還原引發劑、緩衝劑、N-羥甲基丙烯醯胺（NMA)和去離子水，按質量份數計配比為： 聚乙烯醇2-4份，醋酸乙烯酯42-45份，氧化還原引發劑中氧化劑0. 08-0. 15份，氧化還原 引發劑中還原劑0. 08-0. 15份，緩衝劑0. 08-0. 14份，N-羥甲基丙烯醯胺1-5份，去離子水 50份。
[0006] 所用聚乙烯醇為PVA-217、PVA-117、NH26中的至少一種。
[0007] 所述氧化還原引發劑組合優選過硫酸銨/亞硫酸氫鈉、叔丁基過氧化氫/吊白塊、 過硫酸鈉/亞硫酸氫鈉或酒石酸/雙氧水中的一種。
[0008] 所述緩衝劑為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、醋酸鈉、磷酸氫二鈉中的至少一種。
[0009] NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑的製備方法，包括以下步驟：
[0010] (a)在容器中加入去離子水和聚乙烯醇，升溫到90-95°C攪拌溶解；
[0011] (b)待聚乙烯醇完全溶解後，降溫至55-65°C，加入緩衝劑，部分醋酸乙烯單體和 氧化還原劑，然後升溫至70-80°C聚合反應；
[0012] (C)待反應無回流，滴加剩餘的醋酸乙烯單體和氧化還原引發劑，半小時後滴加 N-羥甲基丙烯醯胺，滴加結束保溫半小時後降溫過濾出料。
[0013] 所述先後加入的兩批醋酸乙烯單體質量比例為3:97-5:95 ;先後加入的兩批氧化 還原劑質量比例為3:7或4:6。
[0014] 有益效果：加入N-羥甲基丙烯醯胺作為共聚合單體，提高粘結強度；應用本發明 的方法製得的聚醋酸乙烯酯膠黏劑，由於採用氧化還原引發體系製備，可以在低溫下高效 進行，轉化率高，製備工藝簡單；製備得到的聚醋酸乙烯酯膠黏劑，其耐水性可以達到歐洲 D3的標準，耐水性能好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為聚醋酸乙烯酯聚合物粒子的掃描電鏡圖。

【具體實施方式】
[0016] 以下實施例進一步說明本發明的內容，但不應理解為對本發明的限制。在不背離 本發明精神和實質的情況下，對本發明方法、步驟或條件所作的修改和替換，均屬於本發明 的範圍。
[0017] 若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段。
[0018] 實施例1 :
[0019] 一種NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑及其製備方法，組分為聚乙烯醇 (PVA)、醋酸乙烯酯（VAc)、氧化還原引發劑、緩衝劑、羥甲基丙烯醯胺（NMA)，各配比為（按 質量份數計）：聚乙烯醇PVA217 :2份、PVA117 :1份；醋酸乙烯酯42份；氧化還原引發劑： 氧化劑叔丁基過氧化氫0. 08份、還原劑吊白塊0. 08份；緩衝劑醋酸鈉0. 1份；NMA :5份；水 50份。
[0020] (a)在四口燒瓶中加入去離子水和聚乙烯醇，升溫到90°C攪拌溶解；
[0021] (b)等聚乙烯醇充分溶解後，降溫至65°C，加入稱量好的緩衝劑，部分（佔總VAc 單體質量的3份）醋酸乙烯單體，氧化劑0. 024質量份，還原劑0. 024質量份，然後升溫至 70°C聚合反應；
[0022] (c)待反應無回流滴加剩餘的醋酸乙烯單體和氧化劑0. 056質量份，還原劑0. 056 質量份，半小時後滴加 NMA，滴加結束保溫半小時後，降至常溫過濾出料。
[0023] 本實施例製備得到聚醋酸乙烯酯乳液膠黏劑，其掃描電鏡如圖1所示，其粒徑大 約在1 μ m，分散比較均勻。
[0024] 以下實施例製備的產物具有與實施例1乳膠粒子大致相近，不再具體描述。
[0025] 實施例2 :
[0026] -種NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑及其製備方法，組分為聚乙烯醇 (PVA)、醋酸乙烯酯（VAc)、氧化還原引發劑、緩衝劑、N-羥甲基丙烯醯胺（NMA)，各配比為 (按質量份數計）：聚乙烯醇PVA217 :1. 5份，PVAl 17 :1份；醋酸乙烯酯44份；氧化還原引 發劑：氧化劑過硫酸銨〇. 12份，還原劑亞硫酸氫鈉0. 1份；緩衝劑磷酸氫二鈉0. 08份；NMA : 4份；水50份。
[0027] (a)在四口燒瓶中加入去離子水和聚乙烯醇，升溫到95°C攪拌溶解；
[0028] (b)待聚乙烯醇完全溶解後，降溫至60°C，加入稱量好的緩衝劑，部分（佔總VAc 單體質量的4份）醋酸乙烯單體，氧化劑0. 048質量份，還原劑0. 04質量份，然後升溫至 72°C聚合反應；
[0029] (c)待反應無回流，滴加剩餘的醋酸乙烯單體和氧化劑0. 072質量份，還原劑0. 06 質量份，半小時後滴加 NMA，滴加結束保溫半小時後，降至常溫過濾出料。
[0030] 實施例3 :
[0031] 一種NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑及其製備方法，組分為聚乙烯醇 (PVA)、醋酸乙烯酯（VAc)、氧化還原引發劑、緩衝劑、N-羥甲基丙烯醯胺（NMA)，各配比為 (按質量份數計）：聚乙烯醇NH26 :1份，PVA217 :2份；醋酸乙烯酯44份；氧化還原引發劑： 氧化劑過硫酸鈉0. 15份，還原劑亞硫酸氫鈉0. 15份；緩衝劑：醋酸鈉0. 02份、磷酸氫二鈉 0· 12 份；NMA 3 份；水 50 份。
[0032] (a)在四口燒瓶中加入去離子水和聚乙烯醇，升溫到95°C攪拌溶解；
[0033] (b)待聚乙烯醇充分溶解後，降溫至55°C，加入稱量好的緩衝劑，部分（佔總VAc 單體質量的5份）醋酸乙烯單體，氧化劑0. 06質量份，還原劑0. 06質量份，然後升溫至75°C 聚合反應；
[0034] (c)待反應無回流，滴加剩餘的醋酸乙烯單體和氧化劑0. 09質量份，還原劑0. 09 質量份，半小時後滴加 NMA，滴加結束保溫半小時後，降至常溫過濾出料。
[0035] 實施例4 :
[0036] -種NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑及其製備方法，組分為聚乙烯醇 (PVA)、醋酸乙烯酯（VAc)、氧化還原引發劑、緩衝劑、N-羥甲基丙烯醯胺（NMA)，各配比為 (按質量份數計）：聚乙烯醇PVA217 :1份，PVA117 :3份；醋酸乙烯酯42份；氧化還原引發 齊U :氧化劑叔丁基過氧化氫〇. 1份，還原劑吊白塊〇. 1份；緩衝劑：磷酸氫二鈉〇. 1份，NMA : 4份；水50份。
[0037] (a)在四口燒瓶中加入去離子水和聚乙烯醇，升溫到95°C攪拌溶解；
[0038] (b)待聚乙烯醇充分溶解後，降溫至65°C，加入稱量好的緩衝劑，部分（佔總VAc 單體質量的3份）醋酸乙烯單體，氧化劑0. 03質量份，還原劑0. 03質量份，然後升溫至73°C 聚合反應；
[0039] (c)待反應無回流，滴加剩餘的醋酸乙烯單體和氧化劑0. 7質量份，還原劑0. 07質 量份，半小時後滴加 NMA，滴加結束保溫半小時後，降至常溫過濾出料。
[0040] 壓制西南樺二層膠合板，進行粘接試件剪切強度的檢測，按照BS EN 205-2003標 準進行測試。
[0041]

【權利要求】
1. NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑，其特徵在於組分為聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、 氧化還原引發劑、緩衝劑、N-羥甲基丙烯醯胺和去離子水，按質量份數計配比為：聚乙烯醇 2-4份，醋酸乙烯酯42-45份，氧化還原引發劑中氧化劑0.08-0. 15份，氧化還原引發劑中還 原劑0. 08-0. 15份，緩衝劑0. 08-0. 14份，N-羥甲基丙烯醯胺1-5份，去離子水50份。
2. 如權利要求1所述的NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑，其特徵在於所用聚乙 烯醇為PVA-217、PVA-117、NH26中的至少一種。
3. 如權利要求1所述的NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑，其特徵在於所述氧化 還原引發劑組合優選過硫酸銨/亞硫酸氫鈉、叔丁基過氧化氫/吊白塊、過硫酸鈉/亞硫酸 氫鈉或酒石酸/雙氧水中的一種。
4. 如權利要求1所述的NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑，其特徵在於所述緩衝 劑為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、醋酸鈉、磷酸氫二鈉中的至少一種。
5. 權利要求1~4任一所述NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑的製備方法，其特徵 在於包括以下步驟： (a) 在容器中加入去離子水和聚乙烯醇，升溫到90-95°C攪拌溶解； (b) 待聚乙烯醇完全溶解後，降溫至55-65°C，加入緩衝劑，部分醋酸乙烯單體和氧化還 原劑，然後升溫至70-80°C聚合反應； (c) 待反應無回流，滴加剩餘的醋酸乙烯單體和氧化還原引發劑，半小時後滴加N-羥 甲基丙烯醯胺，滴加結束保溫半小時後降溫過濾出料。
6. 根據權利要求5所述NMA改性耐水聚醋酸乙烯酯木材膠黏劑的製備方法，其特徵在 於所述先後加入的兩批醋酸乙烯單體質量比例為3:97-5:95 ;先後加入的兩批氧化還原劑 質量比例為3:7或4:6。
【文檔編號】C09J131/04GK104371605SQ201410612138
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】儲富祥, 程增會, 王春鵬, 劉美紅, 劉玉鵬 申請人:中國林業科學研究院林產化學工業研究所