CN101693818B - 一种高性能环保建筑装饰胶粘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明是涉及一种高性能环保建筑装饰胶粘剂，适用于建筑及室内装饰装修工程，其特征在于它是由(质量百分比)：聚乙烯醇组分(高醇解性聚乙烯醇和部分醇解性聚乙烯醇混合组成)4-12％、碱0.5-3％、乳化剂0.001-1％、水85％-95％组成。本发明的特点是不含甲醛、苯、甲苯、丙烯酰胺等有毒有害物质，无气味和空气污染问题，产品中有机挥发性组分含量远低于国家标准，产品粘结强度≥0.5Mpa，经北京微量化学所检验各项指标达到或超过国家环保局及国家质监局的强制性标准(GB18583-2008)，已通过国家环保产品质量认证。本发明原料广泛易得，工艺简单易行，配方灵活可调，产品性能稳定，成本低且实用性强。
Description
技术领域
本发明是涉及一种高性能环保建筑装饰胶粘剂，适用于建筑及室内装饰装修工程。本发明的特点是不含甲醛、苯、甲苯、丙烯酰胺等有毒有害物质，无气味和空气污染问题，生产到使用环节均符合环保要求，产品粘结强度≥0.5Mpa，经北京微量化学所检验各项指标达到或超过国家环保局及国家质监局的强制性标准《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》(GB18583-2008)规定，胶中总挥发性有机物浓度≤23g/kg，远小于国家标准所规定的≤350g/kg，已通过国家环保产品质量认证。本发明原料广泛易得，工艺简单易行，配方灵活可调，产品性能稳定，成本低且实用性强，可替代广泛使用的聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂(如107胶、801胶、901胶)，成为一种通用型环保水性建筑胶。
背景技术
目前建筑工程和室内装饰装修胶粘剂大多是使用聚乙烯醇缩甲醛胶，俗称107胶及其改进808胶，是由聚乙烯醇与甲醛通过缩醛反应制成的聚乙烯醇缩醛胶，由此工艺制成的胶粘剂总带有残留的游离甲醛，甲醛是一种有毒有害的物质，它会造成严重的空气污染，给生产操作者和使用者带来极大的人身伤害。如中国专利87101061号公开了一种聚乙烯醇缩甲醛铸造胶粘剂，采用聚乙烯醇作主要原料，加入甲醛通过缩醛反应制成聚乙烯醇缩甲醛(主剂)，然后和羟甲基纤维素(增稠剂)混合制成的胶粘剂。由于聚乙烯醇缩醛胶成本较低，故该型胶粘剂产品所占市场份额很大。随着社会进步和环境保护意识不断提高，甲醛污染造成的各种问题日益凸显，聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂工艺改进问题得到了较多关注，随着工艺条件改进，胶中残留甲醛浓度有所降低，如中国专利申请200710060587.5号公开了一种用亚硫酸氢钠饱和溶液处理聚乙烯醇缩醛类胶粘剂中游离醛制备环保型胶粘剂的方法，采用弱酸/弱酸盐缓冲体系使胶粘剂pH值稳定在5.5-6.5，使游离态醛基与亚硫酸氢钠发生加成反应生成水溶性的乙二醛羟基磺酸钠加成物。但是由于聚乙烯醇缩甲醛树脂生产过程中需要加入甲醛及其自身特性(随时间变长会逐步降解、缓慢释放甲醛)，导致胶中残留游离甲醛难以稳定控制在低浓度水平，成本也有所上升，产品无法做到无醛化生产。
由于聚乙烯醇缩醛胶的以上缺点，聚乙烯醇无醛胶开始出现，它无需缩醛化工序，杜绝了游离甲醛残留问题，成为一种真正意义上的环保型建筑胶粘剂。如中国专利申请号02116588.2申请的胶粘剂，采用聚乙烯醇(1799)、硫酸钠、蓖麻子油与环氧乙烷缩合物(EL-40)、丙二醇聚氧丙烯聚乙烯醚(7010)、羟甲基纤维素、水玻璃(40Beo)、硼砂、氢氧化钠、松香、水混合制成的胶粘剂；中国专利申请02148745.6号申请的胶粘剂，含有聚乙烯醇(2599)、硫酸钠、羟乙基纤维素、丙二醇聚氧丙烯聚乙烯醚(7010)、水玻璃(40Beo)、硼砂、尿素、苯甲酸钠、水组成；中国专利申请200610112088.1号申请一种环保型胶粘剂的制备方法，将三氯化铝水溶液和氯化钙水溶液混合制得交联剂，将聚乙烯醇加热溶解从而得到聚乙烯醇水溶液，搅拌下将交联剂缓慢加入到聚乙烯醇水溶液中制得糊状环保型胶粘剂成品；中国专利申请200810158011.7号申请一种环保型建筑胶粘剂的制备方法，它是由聚乙烯醇、草酸、尿素、硼砂和水制成。以上专利配方中，均采用单一的聚乙烯醇树脂为主剂，主要是醇解度≥98％mol的99型的完全醇解型聚乙烯醇，主要特点是水溶性、成膜性和粘结性良好，缺点是耐水性、防腐性和防冻性差，如高醇解度聚乙烯醇遇水溶解导致粘结强度大幅度下降，冬天使用时易发生冻凝现象，需要加入一些改性剂提高施工工艺性和产品最终性能，如以上实例中加入水玻璃、硼酸、尿素或草酸组分通过化学交联反应来改善聚乙烯醇耐水性，提高粘结能力，通过加入苯甲酸钠提高防腐性能。其缺点主要是工序较多，产品有黄变现象，水玻璃耐酸性好，但耐水和耐碱性差，与水泥相容性不好；草酸有一定毒性，会提高最终产品的挥发性有机物质总浓度，不利于环保。中国专利申请02136944.5号申请了一种改性聚乙烯醇耐水胶粘剂的制备方法，包含有聚乙烯醇、水、疏水剂和改性剂，疏水剂是丙烯酰胺或者是硫氰酸铵，改性剂是丙烯酸聚合物、丙烯酸或柠檬酸。目前市面上部分聚乙烯醇建筑胶粘剂在实际生产中使用了丙烯酰胺单体自由基聚合生成聚丙烯酰胺，由聚丙烯酰胺改善聚乙烯醇耐水性和防冻性。以上两例中使用了丙烯酰胺和丙烯酸改性，但是丙烯酰胺和丙烯酸具有累积性神经毒性，挥发性较大，对生产者和使用者健康危害较大，导致胶中总挥发性有机物质浓度较高。
发明内容
本发明的目的在于改进上述现有技术中存在的问题，本发明研制出一种无毒无公害、不造成空气污染、符合环保要求达到GB(2001)18583各项指标、胶中总挥发性有机物含量极低的新型无醛建筑胶粘剂。本发明采用高醇解性的99与97系列聚乙烯醇与部分醇解性的88和84系列聚乙烯醇复合使用的方法来提高防水性和冻凝性，同时具有聚乙烯醇成膜性和粘结性好的特点。部分醇解性聚乙烯醇玻璃化温度高、疏水性能好，与高醇解性聚乙烯醇为同种聚合物，相容性好，不存在天然聚合物(羟甲基纤维素和羟乙基纤维素)的易霉变、黄变问题，无二次污染，非常适合做聚乙烯醇建筑胶粘剂的疏水防冻改性剂。本胶粘剂配方所用原料均为国产原料，价格较为低廉，但是由于国产88和84系列部分聚乙烯醇醇解度还达不到实际需要，水溶性不够，为了达到产品所需的适宜的醇解度和进一步提高水溶性，应用了碱性物质使之在高温下进行再醇解反应，增强产品存储稳定性，最后加入乳化剂提高产品的分散性和湿润性。本发明生产过程中不引入甲醛、苯、甲苯、丙烯酰胺等有毒有害物质，无气味和空气污染问题，从生产到使用环节均符合环保要求，经过一改进，所使用生产原料均为高分子聚合物和无机碱，不含挥发性小分子有机物，因而产品中有机挥发性组分含量远低于国家标准，产品粘结强度≥0.5Mpa，经北京微量化学所检验各项指标达到或超过国家环保局及国家质监局的强制性标准(GB18583-2008)，已通过国家环保产品质量认证，其中总挥发性有机物浓度≤23g/kg，远小于国家标准GB18583-2008所规定的≤350g/kg。本发明原料广泛易得，工艺简单易行，配方灵活可调，产品性能稳定，成本低且实用性强，可替代广泛使用的聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂(如107胶、801胶、901胶)，可以成为一种通用型环保水性建筑胶。
本发明的建筑胶粘剂为一种高性能环保建筑装饰胶粘剂，该胶粘剂是按以下重量百分比组份制备：
聚乙烯醇(高醇解性聚乙烯醇和部分醇解性聚乙烯醇混合物) 4-12％
碱 0.5-3％
乳化剂 0.001-1％
水 85％-95％。
配方中所述的聚乙烯醇为包括了一种高醇解性聚乙烯醇和部分醇解性聚乙烯醇的混合物，其比例范围可为30％-70％(以聚乙烯醇总质量百分计)；所述的高醇解性聚乙烯醇是指醇解度为99和97两个系列不同分子量的高醇解型聚乙烯醇，如12-99、13-99、15-99、17-99、18-99、19-99、20-99、22-99、24-99、12-97、13-97、15-97、17-97、18-97、19-97、20-97、22-97、24-97等，所述的高醇解性聚乙烯醇是指醇解度为88和84两个系列不同分子量的高醇解型聚乙烯醇，如12-88、13-88、15-88、17-88、18-88、19-88、20-88、22-88、24-88、12-84、13-84、15-84、17-84、18-84、19-84、20-84、22-84、24-84等。所述的一种环保型建筑水性胶粘剂配方及其制备方法，其特征在于：所述的碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙，或上述碱的混合物。所述的乳化剂包括OP-4、OP-7、OP-9、OP-10、OP-13、OP-15、OP-20、EL-10、EL-20，或上述乳化剂的混合物。
生产工艺流程为：在于在反应罐中按重量百分比加入85％-95％水，加入4-12％的聚乙烯醇混合物在室温或加热条件下搅拌以便使聚乙烯醇完全溶解，加热至40-80℃，加入0.5％-4.0％碱保温搅拌1小时，再升温到95-100℃条件下醇解反应1-6小时，搅拌后调节pH值为8-10，降温到30-60℃后再加入0.001％-1％乳化剂，搅拌乳化制得目标水性胶粘剂。
具体实施方式
下面将通过实施例对本发明做进一步说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利范围。该权利范围以权利要求书为准。
实施例1：
在于在反应罐中按重量百分比加入88％水，加入6％的聚乙烯醇混合物，其中3％的高醇解度聚乙烯醇20-99、3％的部分醇解度聚乙烯醇15-84，在室温或加热条件下搅拌以便使聚乙烯醇完全溶解，加热至50℃，加入1.2％碱保温搅拌1小时，再升温到100℃条件下醇解反应3小时，搅拌后调节pH值为9.6，降温到38℃后再加入0.3％乳化剂，搅拌乳化制得目标水性胶粘剂。
实施例2：
在于在反应罐中按重量百分比加入85％水，加入12％的聚乙烯醇混合物，其中5％的高醇解度聚乙烯醇24-99、7％的部分醇解度聚乙烯醇12-88，在室温或加热条件下搅拌以便使聚乙烯醇完全溶解，加热至80℃，加入4％碱保温搅拌1小时，再升温到100℃条件下醇解反应1小时，搅拌后调节pH值为10，降温到30℃后再加入1％乳化剂，搅拌乳化制得目标水性胶粘剂。
实施例3：
在于在反应罐中按重量百分比加入95％水，加入2％的聚乙烯醇混合物，其中1.2％的高醇解度聚乙烯醇12-99、0.8％的部分醇解度聚乙烯醇24-88，在室温或加热条件下搅拌以便使聚乙烯醇完全溶解，加热至40℃，加入2.8％碱保温搅拌1小时，再升温到100℃条件下醇解反应6小时，搅拌后调节pH值为9.6，降温到60℃后再加入0.2％乳化剂，搅拌乳化制得目标水性胶粘剂。
Claims (1)
1.一种高性能环保建筑装饰胶粘剂，其特征在于，在反应罐中按重量百分比加入95%水，加入2%的聚乙烯醇混合物，其中1.2%的高醇解度聚乙烯醇12-99，0.8%的部分醇解度聚乙烯醇24-88，在室温或加热条件下搅拌以便使聚乙烯醇完全溶解，加热至40℃，加入2.8%碱保温搅拌1小时，再升温到100℃条件下醇解反应6小时，搅拌后调节pH值为9.6，降温到60℃后再加入0.2%乳化剂，搅拌乳化制得目标水性胶粘剂。
2.根据权利要求1所述的一种高性能环保建筑装饰胶粘剂，其特征在于：所述的碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙，或上述碱的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高性能环保建筑装饰胶粘剂，其特征在于：所述的乳化剂包括OP-4、OP-7、OP-9、OP-10、OP-13、 OP-15、OP-20、EL-10、EL-20，或上述乳化剂的混合物。
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