CN108384492B - 一种pvc木纹薄膜粘结胶制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶粘剂，旨在解决现有技术的丙烯酸酯系胶粘剂普遍初粘力较低，粘结强度较差，使得塑木地板与木纹PVC薄膜之间极易剥离的问题，公开了一种PVC木纹薄膜粘结胶制备方法，其包括以下步骤：（1）配料；（2）预乳化；（3）预聚；（4）共聚；（5）混配。本发明优化了共聚单体种类及组成，并加入了乳化松香增粘剂，工艺步骤简单，反应过程稳定可控，制得的产品可常温交联固化，稳定性好，不易分层，粘接力强，塑木地板与木纹PVC薄膜之间不易剥离，具有较高的推广价值。

Description

一种PVC木纹薄膜粘结胶制备方法

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂，尤其是涉及一种PVC木纹薄膜粘结胶制备方法。

背景技术

塑木复合地板是一种主要由木材（木纤维素、植物纤维素）为基础材料与热塑性高分子材料（PE、PVC塑料）和加工助剂等，混合均匀后再经模具设备加热挤出成型而制成的高科技绿色环保材料，兼有木材和塑料的性能与特征，能替代木材。

其中一种塑木复合地板表面复合有印刷了木纹的PVC薄膜，其在生产时需要在塑木复合地板表面刷涂一层胶粘剂。现在使用的胶粘剂为市购的双组份胶粘剂，使用时需要将A组分（主剂）与B组分（固化剂）混合，使用非常不便。另也有使用丙烯酸酯系胶粘剂，由于塑木地板表面及PVC木纹薄膜表面较为光滑且无孔，但现有的丙烯酸酯系胶粘剂普遍初粘力较低，粘结强度较差，因此使得塑木地板与木纹PVC薄膜之间极易剥离。

发明内容

本发明是为了解决现有技术的丙烯酸酯系胶粘剂普遍初粘力较低，粘结强度较差，使得塑木地板与木纹PVC薄膜之间极易剥离的问题，提供了一种工艺步骤简单，反应过程稳定可控的PVC木纹薄膜粘结胶制备方法，制得的产品可常温交联固化，稳定性好，不易分层，粘接力强，塑木地板与木纹PVC薄膜之间不易剥离，具有较高的推广价值。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种PVC木纹薄膜粘结胶制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：按以下重量份配比称取各组分：55~60份去离子水，4~5份N-羟甲基丙烯酰胺，30~40份丙烯酸丁酯，30~40份醋酸乙烯酯，4~5份复合乳化剂，0.2~0.3份复合引发剂，10~20份乳化松香增粘剂，将丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯混合得到混合单体。本发明优化了共聚单体种类及组成，并加入了乳化松香增粘剂，通过设计配方后得到一种稳定性好，粘接力强的PVC木纹薄膜粘结胶；本发明的PVC木纹薄膜粘结胶为一种丙烯酸酯类乳液胶粘剂，单体种类、配比不同，所得聚合物玻璃化温度（Tg）不同，粘结胶的粘接性能存在很大差异，软单体含量高，玻璃化温度（Tg）低，粘结胶在常温下呈流态，虽能润湿，但内聚力低，粘接性也差；硬单体含量高，则玻璃化温度（Tg）高，粘接性能差，剥离强度低，基于此，本发明中选择丙烯酸丁酯作为软单体（玻璃化温度低，赋予粘结胶粘接性能），选择醋酸乙烯酯作为硬单体（玻璃化温度高，赋予粘结胶内聚力），并将丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯的重量份配比均控制在30~40份，使得本发明PVC木纹薄膜粘结胶的玻璃化温度在-20℃至-30℃，具有较好的粘接性能，剥离强度较大；同时为了提高本发明PVC木纹薄膜粘结胶的内聚强度，改善其对PVC塑木复合地板与木纹PVC薄膜之间的粘合强度，本发明中同时引入交联剂N-羟甲基丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺可以在反应中引入羟甲基基团，赋予粘结胶反应特性，使其交联成网状结构以进一步提高粘结胶的剥离强度，但交联剂对聚丙烯酸酯乳液胶粘剂性能的影响正反两方面兼有，随着交联剂含量的增加，粘结胶的粒径增大，剪切强度、持粘性和耐水性增强，剥离强度下降，因此本发明中还需严格限定交联剂的加入量；本发明的关键点是加入了乳化松香增粘剂以进一步提高塑木地板与VC木纹薄膜之间的初始粘接强度，本发明中的乳化松香增粘剂为自制，其不仅能增加PVC木纹薄膜粘结胶的持粘性，还可增加对PVC木纹薄膜的初始粘接强度，同时在本发明体系中相溶性与稳定性好。

（2）预乳化：在烧瓶中加入去离子水后加入N-羟甲基丙烯酰胺、复合乳化剂及占混合单体总质量40~50%的混合单体，边搅拌边通入氮气20~30min进行充分乳化。通过预乳化使得基础反应物能充分混合均匀，同时通入氮气进行保护，使得聚合反应在氮气氛围下进行，防止氧气影响引发效率造成反应不可控，同时避免聚合过程中增加较多的副反应。

（3）预聚：加入占复合引发剂总质量40~50%的复合引发剂，加热至50~60℃后保持恒温。预聚可以适当减少聚合时的收缩，加速聚合反应的进行，有利于控制热效应的散热，使得聚合反应更为稳定可控。

（4）共聚：将剩余复合引发剂溶于去离子水中配置成质量浓度为4%的复合引发剂溶液，将剩余混合单体及复合引发剂溶液匀速滴加至烧瓶中，在搅拌状态下反应4~5h后，冷却至室温。剩余混合单体及复合引发剂溶液匀速滴加至烧瓶中，便于控制反应温度，使得反应过程稳定可控。

（5）混配：加入乳化松香增粘剂，搅拌均匀即得PVC木纹薄膜粘结胶。

作为优选，所述乳化松香增粘剂通过以下方法制得：先将松香加入烧瓶中，加入适量甲苯及邻苯二甲酸二丁酯，加热至松香完全熔融，再将乳化剂及助乳化剂溶于适量去离子水中后加入上述熔融的松香中，同时在温度80~85℃、搅拌状态下滴入去离子水，待去离子水滴加完毕后继续搅拌20~30min，降温至室温后即得乳化松香增粘剂。松香具有很强的粘性，适合作为增粘剂使用，但是松香具有脂溶性的菲环骨架结构，空间位阻很大，难以乳化，且分子的极性较大，即使被乳化又容易形成聚集体，稳定性差，而本发明采用“先将松香熔融，再加入溶于适量去离子水中的乳化剂及助乳化剂，最后在搅拌状态下滴入去离子水”的乳化方式，使得乳化剂分子能深入松香树脂分子内，形成水/油型乳液，不易转相，有效解决了上述问题，通过乳化剂与助乳化剂先溶于去离子水中，其部分可迁移到熔融物中以保持乳化剂在油水两相中的平衡；乳化温度非常重要，温度高，则油相粘度降低，有利于油相的分散，但温度太高，松香易被氧化，且去离子水的挥发量增加，会给乳化带来不良影响，因此本发明中在80~85℃下进行乳化，同时搅拌时间也非常重要，搅拌时间的延长可使会增加乳化松香增粘剂中的泡沫量，因此本发明中控制搅拌时间为20~30min。

作为优选，所述乳化剂为RH-1，所述助乳化剂为ZR-1，乳化剂的加入量为松香质量的10~12%，乳化剂与助乳化剂的质量比为（4~5）：1，去离子水的滴加速度为30~40滴/min，滴加时间为20~30min，搅拌速度为800~900r/min。工艺条件是获得稳定乳化松香增粘剂的关键。乳化剂RH-1是以松香为原料合成的松香基乳化剂，与松香树脂有较好的相溶性，可以较好的乳化松香树脂，同时随着乳化剂用量的增加，乳化松香增粘剂的粒径变小，黏度变大，一致性渐好，稳定性提高，但是乳化剂含量过高又会提高成本，同时会影响乳化松香增粘剂的初粘力等性能；而助乳剂的加入可使乳化松香增粘剂的稳定性进一步提高，但助乳剂的含量过高也会提高成本，综合考虑，本发明中选择RH-1为乳化剂，选择ZR-1为助乳化剂，同时限定乳化剂的加入量为松香质量的10~12%，乳化剂与助乳化剂的质量比为（4~5）：1；本发明中去离子水的滴加速度也非常重要，若滴水速率太慢，会使转相时间变长，从而使乳化松香增粘剂的一致性较差；若滴水速率太快，会使两相体积比迅速发生变化而导致转相失败；同样搅拌速率的影响也非常重要，过慢的搅拌速率会导致转相失败，且不利于油、水两相的均匀混合；而过快的搅拌速率会使转相提前，粒径变大导致松香树脂聚结，综合考虑，本发明中限定“去离子水的滴加速度为30~40滴/min，滴加时间为20~30min，搅拌速度为800~900r/min”从而获得稳定、均一的乳化松香增粘剂。

作为优选，步骤（1）中，所述复合乳化剂由非离子型乳化剂OP-10（聚氧化乙烯壬酚基醚）与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠按质量比1：（2~3）混合而成。乳化剂直接决定着PVC木纹薄膜粘结胶的粒径和稳定性，乳化剂0P-10，有利于提高PVC木纹薄膜粘结胶的耐电解质性和化学稳定性，而十二烷基硫酸钠有利于提高聚合过程的稳定性，若只用阴离子乳化剂，则PVC木纹薄膜粘结胶有分层现象，且转化率极低，若只用十二烷基硫酸钠，其生成PVC木纹薄膜粘结胶粒径小，且在聚合过程中对电解质较敏感，因此本发明中的复合乳化剂由非离子型乳化剂OP-10和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠混合而成，复合乳化剂中非离子乳化剂和阴离子乳化剂交替吸附，能使PVC木纹薄膜粘结胶的稳定性提高，当非离子型乳化剂OP-10（聚氧化乙烯壬酚基醚）与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠按质量比1：（2~3）混合，PVC木纹薄膜粘结胶质地细腻，粘合性能较好。

作为优选，步骤（1）中，所述复合引发剂由过硫酸钾和偏亚硫酸钠按质量比1：（1~1.2）混合而成。引发剂的种类对单体的转化率、聚合反应时间、粘接性能即剥离强度有很大影响，因此本发明中限定复合引发剂由过硫酸钾和偏亚硫酸钠按质量比1：（1~1.2）混合而成，反应转化率大，所得PVC木纹薄膜粘结胶凝聚物少，稳定性好，且剥离强度也较大。

因此，本发明具有如下有益效果：

（1）优化了共聚单体种类及组成，并加入了乳化松香增粘剂，通过设计配方后得到一种稳定性好，粘接力强的PVC木纹薄膜粘结胶；

（2）工艺步骤简单，反应过程稳定可控，制得的产品可常温交联固化，稳定性好，不易分层，粘接力强，塑木地板与木纹PVC薄膜之间不易剥离，具有较高的推广价值；

（3）公开了一种乳化松香增粘剂制备方法，从而获得了一种稳定、均一的乳化松香增粘剂，有效解决了“松香具有脂溶性的菲环骨架结构，空间位阻很大，难以乳化，且分子的极性较大，即使被乳化又容易形成聚集体，稳定性差”的问题。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

（1）配料：按以下重量配比称取各组分：550g去离子水，40gN-羟甲基丙烯酰胺，300g丙烯酸丁酯，300g醋酸乙烯酯，40g复合乳化剂与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠按质量比1：2混合而成），2g复合引发剂（由过硫酸钾和偏亚硫酸钠按质量比1：1混合而成），100g乳化松香增粘剂，将丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯混合得到混合单体；其中乳化松香增粘剂通过以下方法制得：先将松香加入烧瓶中，加入适量甲苯及邻苯二甲酸二丁酯，加热至松香完全熔融，再将乳化剂及助乳化剂溶于适量去离子水中后加入上述熔融的松香中，同时在温度80℃、搅拌状态下滴入去离子水，待去离子水滴加完毕后继续搅拌20min，降温至室温后即得乳化松香增粘剂，乳化剂为RH-1，所述助乳化剂为ZR-1，乳化剂的加入量为松香质量的10%，乳化剂与助乳化剂的质量比为4：1，去离子水的滴加速度为30滴/min，滴加时间为20min，搅拌速度为800r/min；

（2）预乳化：在烧瓶中加入去离子水后加入N-羟甲基丙烯酰胺、复合乳化剂及占混合单体总质量40%的混合单体，边搅拌边通入氮气20min进行充分乳化；

（3）预聚：加入占复合引发剂总质量40%的复合引发剂，加热至50℃后保持恒温；

（4）共聚：将剩余复合引发剂溶于去离子水中配置成质量浓度为4%的复合引发剂溶液，将剩余混合单体及复合引发剂溶液匀速滴加至烧瓶中，在搅拌状态下反应4h后，冷却至室温；

（5）混配：加入乳化松香增粘剂，搅拌均匀即得外观乳白色均匀粘稠液的PVC木纹薄膜粘结胶。

对比例1

对比例1与实施例1相比，区别在于：未添加乳化松香增粘剂，其他完全相同。

实施例2

（1）配料：按以下重量配比称取各组分：580g去离子水，45gN-羟甲基丙烯酰胺，350g丙烯酸丁酯，350g醋酸乙烯酯，45g复合乳化剂与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠按质量比1：2.5混合而成），2.5g复合引发剂（由过硫酸钾和偏亚硫酸钠按质量比1：1.1混合而成），150g乳化松香增粘剂，将丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯混合得到混合单体；其中乳化松香增粘剂通过以下方法制得：先将松香加入烧瓶中，加入适量甲苯及邻苯二甲酸二丁酯，加热至松香完全熔融，再将乳化剂及助乳化剂溶于适量去离子水中后加入上述熔融的松香中，同时在温度82℃、搅拌状态下滴入去离子水，待去离子水滴加完毕后继续搅拌25min，降温至室温后即得乳化松香增粘剂，乳化剂为RH-1，所述助乳化剂为ZR-1，乳化剂的加入量为松香质量的11%，乳化剂与助乳化剂的质量比为4.5：1，去离子水的滴加速度为35滴/min，滴加时间为25min，搅拌速度为850r/min；

（2）预乳化：在烧瓶中加入去离子水后加入N-羟甲基丙烯酰胺、复合乳化剂及占混合单体总质量45%的混合单体，边搅拌边通入氮气25min进行充分乳化；

（3）预聚：加入占复合引发剂总质量45%的复合引发剂，加热至55℃后保持恒温；

（4）共聚：将剩余复合引发剂溶于去离子水中配置成质量浓度为4%的复合引发剂溶液，将剩余混合单体及复合引发剂溶液匀速滴加至烧瓶中，在搅拌状态下反应4.5h后，冷却至室温；

（5）混配：加入乳化松香增粘剂，搅拌均匀即得外观乳白色均匀粘稠液的PVC木纹薄膜粘结胶。

对比例2

对比例2与实施例2相比，区别在于：未添加乳化松香增粘剂，其他完全相同。

实施例3

（1）配料：按以下重量配比称取各组分：600g去离子水，50gN-羟甲基丙烯酰胺，400g丙烯酸丁酯，400g醋酸乙烯酯，50g复合乳化剂与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠按质量比1：3混合而成），3g复合引发剂（由过硫酸钾和偏亚硫酸钠按质量比1：1.2混合而成），200g乳化松香增粘剂，将丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯混合得到混合单体；其中乳化松香增粘剂通过以下方法制得：先将松香加入烧瓶中，加入适量甲苯及邻苯二甲酸二丁酯，加热至松香完全熔融，再将乳化剂及助乳化剂溶于适量去离子水中后加入上述熔融的松香中，同时在温度85℃、搅拌状态下滴入去离子水，待去离子水滴加完毕后继续搅拌30min，降温至室温后即得乳化松香增粘剂，乳化剂为RH-1，所述助乳化剂为ZR-1，乳化剂的加入量为松香质量的12%，乳化剂与助乳化剂的质量比为5：1，去离子水的滴加速度为40滴/min，滴加时间为30min，搅拌速度为900r/min；

（2）预乳化：在烧瓶中加入去离子水后加入N-羟甲基丙烯酰胺、复合乳化剂及占混合单体总质量50%的混合单体，边搅拌边通入氮气30min进行充分乳化；

（3）预聚：加入占复合引发剂总质量50%的复合引发剂，加热至60℃后保持恒温；

（4）共聚：将剩余复合引发剂溶于去离子水中配置成质量浓度为4%的复合引发剂溶液，将剩余混合单体及复合引发剂溶液匀速滴加至烧瓶中，在搅拌状态下反应5h后，冷却至室温；

（5）混配：加入乳化松香增粘剂，搅拌均匀即得外观乳白色均匀粘稠液的PVC木纹薄膜粘结胶。

对比例3

对比例3与实施例3相比，区别在于：未添加乳化松香增粘剂，其他完全相同。

对上述各实施例和对比例分别进行粘度（25℃）、离子稳定性和剥离强度测定，其中离子稳定性测定方法为：取一定的PVC木纹薄膜粘结胶放置于试管中，而后加入3倍的5%的CaCl₂溶液，充分振荡，使其完全混合，放置48h后，观察是否分层，分层时间越长，说明越稳定；剥离强度测试方法为：将一定量的PVC木纹薄膜粘结胶涂在玻璃片上自然干燥成膜，要求膜的厚度要均匀一致，照GB/T 2790—1995方法测定剥离强度。得到的粘度、离子稳定性和剥离强度结果如表1所示。

表1 各实施例与对比例粘度、离子稳定性和剥离强度测定结果

从表1可知，各实施例得到的PVC木纹薄膜粘结胶粘度均大于相对应的对比例，说明乳化松香增粘剂的加入能使PVC木纹薄膜粘结胶粘度增加，从而可增加PVC木纹薄膜粘结胶对PVC塑木复合地板表面的亲和力，提高初始粘接强度。

从表1可知，各实施例得到的PVC木纹薄膜粘结胶分层时间均大于相对应的对比例，说明本发明的PVC木纹薄膜粘结胶离子稳定性较佳。

从表1可知，各实施例得到的PVC木纹薄膜粘结胶剥离强度均大于相对应的对比例，说明乳化松香增粘剂的加入能提高初始粘接强度，从而能提高剥离强度。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (1)

1.一种PVC木纹薄膜粘结胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配料：按以下重量份配比称取各组分：55~60份去离子水，4~5份N-羟甲基丙烯酰胺，30~40份丙烯酸丁酯，30~40份醋酸乙烯酯，4~5份复合乳化剂，0 .2~0 .3份复合引发剂，10~20份乳化松香增粘剂，将丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯混合得到混合单体；所述复合乳化剂由非离子型乳化剂OP-10与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠按质量比1：（2~3）混合而成；所述复合引发剂由过硫酸钾和偏亚硫酸钠按质量比1：（1~1 .2）混合而成；所述乳化松香增粘剂通过以下方法制得：先将松香加入烧瓶中，加入适量甲苯及邻苯二甲酸二丁酯，加热至松香完全熔融，再将乳化剂及助乳化剂溶于适量去离子水中后加入上述熔融的松香中，同时在温度80~85℃、搅拌状态下滴入去离子水，待去离子水滴加完毕后继续搅拌20~30min，降温至室温后即得乳化松香增粘剂，其中乳化剂为RH-1，所述助乳化剂为ZR-1，乳化剂的加入量为松香质量的10~12%，乳化剂与助乳化剂的质量比为（4~5）：1，去离子水的滴加速度为30~40滴/min，滴加时间为20~30min，搅拌速度为800~900r/min；

（2）预乳化：在烧瓶中加入去离子水后加入N-羟甲基丙烯酰胺、复合乳化剂及占混合单体总质量40~50%的混合单体，边搅拌边通入氮气20~30min进行充分乳化；

（3）预聚：加入占复合引发剂总质量40~50%的复合引发剂，加热至50~60℃后保持恒温；

（4）共聚：将剩余复合引发剂溶于去离子水中配置成质量浓度为4%的复合引发剂溶液，将剩余混合单体及复合引发剂溶液匀速滴加至烧瓶中，在搅拌状态下反应4~5h后，冷却至室温；

（5）混配：加入乳化松香增粘剂，搅拌均匀即得PVC木纹薄膜粘结胶。