CN102127380B

CN102127380B - 一种竹子用水性苯丙胶粘剂的制备方法及其制品

Info

Publication number: CN102127380B
Application number: CN 201010595070
Authority: CN
Inventors: 刘云发; 王瑞宏
Original assignee: DONGGUAN HONGDA POLYURETHANE Co Ltd
Current assignee: Ganzhou Hongda Polyurethane Co.,Ltd.
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2030-12-20
Also published as: CN102127380A

Abstract

本发明提供了一种竹子用的水性苯丙胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：(1)原料准备；(2)去离子水和助剂混合，升温到70-90℃，加入引发剂；(3)加入乙烯单体、交联单体和引发剂的水溶液；(4)保温，期间滴加引发剂；(5)调节pH，得产品。本发明的水性苯丙胶粘剂的原料组成重量份为：可自由聚合基乙烯类羧酸1-2、可自由聚合基乙烯类单体40-50、乳化剂1-2、缓冲剂0.3-0.5、引发剂0.3-0.5、交联单体2-3、pH值调节剂0.15-0.3及余量水，其固含量高，干燥速度快、贮存稳定、可常温成膜，有良好的附着力、硬度和耐水性，且VOC含量低、性价比高，主要用于竹子的粘接。

Description

一种竹子用水性苯丙胶粘剂的制备方法及其制品

技术领域

本发明涉及丙烯酸技术领域，特别是涉及到苯乙烯和丙烯酸共聚的制备方法及其制品。

背景技术

竹子盛产于我国湖南、江西、福建、湖北等南方地区，是一种生长快、价廉易得的材料。由于竹子的生长特点，需要定期砍伐，但它的附加值较低，大量的竹子难以得到充分利用。国家林业部为提高竹子的附加值，在益阳举办了竹文化节，将竹子的加工应用从传统的纺织工艺，推向高档装饰、装修材料，工艺品，以及取代目前白色污染的食品包装。竹子的加工成型一般采用纺织和粘接两种方式。竹子在粘接加工工艺中，由于本身的特点：表面光滑、材质致密，没有微孔，因此，对粘接剂的要求比本材用粘接剂粘接强度要求高得多。木材加工通常用的白乳胶、动植物蛋白粘接剂都难以达到满意的粘接强度，而脲醛树脂、酚醛树脂由于无法达到卫生要求，而且质脆，在需要接触食品、医药和需要利用竹子柔软性的制品中都无法使用。用于竹子薄片粘接并成型需要的粘接剂应具有以下几个条件：1、粘合剂本身的内聚强度以及成型后的粘接强度都应大于竹片材质的撕裂强度，这样在进一步加工时，竹片间才不会出现滑动及分裂；2、胶粘剂应具有一定的耐温性。竹片的变形、弯曲一般都需要150℃以上的温度。因此使用的胶粘剂在这个温度下就不会发生链降解；3、成型后的胶粘剂应不溶解于水及一般的动植物油中；4、由于竹子在大规模使用后，不可能完全回收利用，因此粘接剂应该与竹子一样能在自然条件下降解；5、胶粘剂本身应无毒、无污染。在加工使用过程中也不产生有害、有毒物质；6、自然条件下易于保存；7、有优异的施工性能，能够适用于自动化大规模生产的要求。

经过分析，能满足以上条件的胶粘剂可以选择水溶液或乳液，但水溶液的胶粘剂一般浓度比料低，在自动线生产中能耗大，效率低。因此本发明人设想采用水性苯丙烯酸共聚乳液将竹子薄片粘接并成型。

经过检索最接近的现有技术，专利申请号为“201010028970.4”关于“一种高固含量低粘度核壳结构苯丙乳液的制备方法”公开了的技术方案如下：制备共聚种子乳液(苯乙烯-丙烯酸丁酯)，然后半连续加料，滴加苯乙烯或丙烯酸丁酯与丙烯酸组合成的混合单体。其采用阴离子型乳化剂和非离子型的复合乳化体系，碳酸氢钠为缓冲剂，水溶性引发剂，通过不同的乳化剂配比及滴加速度控制，调剂乳胶粒乳化剂表面覆盖率，制备得聚(苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸)聚(苯乙烯/丙烯酸)核壳型稳定乳液。此发明的优点在于乳液的固含量高，达70％以上，但其粘度低，限制了其在竹子粘结领域的应用。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有丙烯酸胶黏剂存在的问题，提供一种水性苯乙烯的丙烯酸胶黏剂，可用于竹子的粘结成型。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种竹子用水性苯丙胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料准备：称量原料并配备水溶液，包括：交联单体的水溶液的配制、引发剂的水溶液的配制；

(2)在反应釜中加入去离子水、乳化剂、和缓冲剂，搅拌，升温70-90℃，加入引发剂；

(3)继续加入10-20％的乙烯单体反应半小时，滴加剩余的乙烯类单体，滴加时间2-3小时，同时滴加交联单体和引发剂的水溶液；

(4)滴加完后80-90℃进行保温2-3小时，保温期间滴加引发剂水溶液；

(5)调节PH：降温50℃以下，用氨水调节粘度，得竹子用水性苯丙胶粘剂。

一种由上述制备方法制得的水性苯丙胶粘剂，其原料组成重量份配比为：可自由聚合基乙烯类羧酸1-2％、可自由聚合基乙烯类单体40-50％、乳化剂1-2％、缓冲剂0.3-0.5％、引发剂0.3-0.5％、交联单体2-3％、PH值调节剂0.15-0.3％、余量的去离子水。

所述可自由聚合基乙烯类羧酸为丙烯酸或四基丙烯酸的任一种或两种。

所述可自由聚合基乙烯类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯的一种或多种。

所述乳化剂含阴离子的表面活性剂和非离子的表面活性剂中的十二烷基硫酸钠、OP-10、十二烷基苯磺酸钠的一种或多种。

所述缓冲剂为碳酸氢钠、硼砂、磷酯氢二钠的一种或多种。

所述引发剂为水溶性的过硫酸盐中的过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾的一种或多种。

所述交联单体是指N-羟甲基丙烯酰胺。

所述PH调节剂为20％的氨水或是25％的氨水。

发明的有益效果

本发明所制的胶粘剂在固含量高，干燥速度快、贮存稳定、可常温成膜，有良好的附着力、硬度和耐水性、自然条件下易于保存，且VOC含量低、优异的加工性能，性价比高，主要用于竹子的粘接。

本发明所制备的胶黏剂可以应用于竹子的粘结，其优点表现在以下几个方面：

1、本发明的粘合剂的内聚强度以及成型后的粘接强度都大于竹片材质的撕裂强度，粘结牢固，在进一步加工时，竹片间才不会出现滑动及分裂；

2、本发明的胶粘剂耐温性能好，适用于竹片高温变形所要求胶黏剂达到的高温的要求。在150℃的高温条件下在本发明胶黏剂不会发生链降解；

3、本发明胶黏剂成型后不溶解于水及一般的动植物油中；

4、本发明胶黏剂在自然条件可以降解并且无毒、无污染。在使用过程中也不产生有害、有毒物质。

下面结合实施例，对本发明进一步说明。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种竹子用水性苯丙胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料配备：

混合物A的配制：称量苯乙烯60.0克、丙烯酸丁酯90.0克和丙烯酸5.0克，混和，得混合物A；

引发剂A的水溶液的配制：称量过硫酸铵0.6克和水12.0克混合，得引发剂A水溶液；

混合物B的水溶液配制：称量N-羟甲基丙烯酰胺6.68克和水24.0克，混合，得混合物B的水溶液；

引发剂B的水溶液的配制：称量过硫酸铵0.2克和水4.0克，得引发剂B的水溶液；

(2)在500ml的装有温度计、回流冷凝管、搅拌的四口烧瓶中，加入去离子水140克，十二烷基硫酸钠2.0克，OP-103.0克，碳酸氢钠1.1克；

(3)升温到70℃的条件下，加入0.2克过硫酸铵后，加入混和物A的10％在80℃反应半小时，然后开始滴加剩下的混和物A，反应过程中温度控制在80-85℃，与此同时滴加引发剂A水溶液及混合物B水溶液，滴加时间2小时；

(4)在85℃下保温2小时，保温期间滴加过引发剂B水溶液；

(5)降温50℃以下，用20％氨水调节粘度得到固含48.2％的水性苯丙胶粘剂。

根据上述方法制备的竹子用水性苯丙胶粘剂的原料组成重量包括以下成分：

表1实施例1水性苯丙胶粘剂的原料组成

成分	重量	成分	重量
				十二烷基硫酸钠	2.00g	丙烯酸丁酯	90.00g
OP-10	3.00g	丙烯酸	5.00g
				碳酸氢钠	1.10g	N-羟甲基丙烯酰胺	6.68g
过硫酸铵	1.00g	20％的氨水	0.60g
				苯乙烯	60.00g

实施例2

实施例提供了一种竹子用水性苯丙胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料配备：

混合物A的配制：称量苯乙烯50克、甲基丙烯酸甲酯10克、丙烯酸丁酯90克和丙烯酸5克，得混合物A；

引发剂A的水溶液的配制：称量过硫酸铵0.6克和水12克，混合，得引发剂A的水溶液；

混合物B的水溶液配制：称量N-羟甲基丙烯酰胺6.5克和水24克，混合，得混合物B的水溶液；

引发剂B的水溶液的配制：称量过硫酸铵0.6克和水12克，混合，得引发剂B的水溶液；

(2)在500ml的装有温度计、回流冷凝管、搅拌的四口烧瓶中，加入去离子水140克，十二烷基苯磺酸钠2.5克，OP-102.5克，碳酸氢钠1.0克；

(3)升温到70℃的条件下，加入混和物A的10％于80℃反应半小时，后开始滴加剩下的混和物A，反应过程中温度控制在80-85℃，与此同时滴加引发剂A的水溶液和混合物B水溶液，滴加时间2小时；

(4)85℃下保温2小时，其间滴加引发剂B的水溶液。

(5)降温50℃以下，加入20％的氨水，调节粘度得到到固含量为48.3％的水性苯丙胶粘剂。

根据上述方法制备的竹子用水性苯丙胶粘剂的原料组成重量包括：

表2实施例2水性苯丙胶粘剂的原料组成

成分	重量	成分	重量
				十二烷基硫酸钠	2.50g	丙烯酸丁酯	90.00g
OP-10	2.50g	甲基丙烯酸甲酯	10.00g
				碳酸氢钠	1.00g	丙烯酸	5.00g
过硫酸铵	1.20g	N-羟甲基丙烯酰胺	6.50g
				苯乙烯	50.00g	20％的氨水	0.60g

竹子用水性苯丙胶粘剂的性能测试结果见下表：

表3竹子用水性苯丙胶粘剂的性能测试结果

Claims

1.一种竹子用水性苯丙胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

(3)继续加入10-20％的乙烯类单体反应半小时，滴加剩余的乙烯类单体，滴加时间为2-3小时，同时滴加交联单体和引发剂的水溶液；

(4)滴加完后80-90℃进行保温2-3小时，保温期间滴加引发剂的水溶液；

(5)调节pH：降温50℃以下，用氨水调节粘度，得竹子用水性苯丙胶粘剂；其中水性苯丙胶粘剂的原料组成重量配比为：可自由基聚合乙烯类羧酸1-2％、可自由基聚合乙烯类单体40-50％、乳化剂1-2％、缓冲剂0.3-0.5％、引发剂0.3-0.5％、交联单体2-3％、pH值调节剂0.15-0.3％、去离子水余量；其中，所述可自由基聚合乙烯类羧酸为丙烯酸，所述可自由基聚合乙烯类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯的一种或多种，所述交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺。

2.根据权利要求1所述的竹子用水性苯丙胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述乳化剂含阴离子的表面活性剂和非离子的表面活性剂中的十二烷基硫酸钠、OP-10、十二烷基苯磺酸钠的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的竹子用水性苯丙胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述缓冲剂为碳酸氢钠、硼砂、磷酸氢二钠的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的竹子用水性苯丙胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为水溶性的过硫酸盐中的过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的竹子用水性苯丙胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述pH调节剂为20％的氨水或是25％的氨水。