CN108753218A - 一种聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法 - Google Patents

一种聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法，涉及醋酸乙烯酯胶黏剂技术领域，该聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法采用分批添加复合乳化剂，引发剂和混合单体，并采用混合单体和引发剂交替滴加的方式，结合超声处理制备出气相二氧化硅和丙烯酸酯改性的聚醋酸乙烯酯胶黏剂，该方法制备的聚醋酸乙烯酯胶黏剂粘度均一具有良好的粘接强度和耐湿性、耐寒性及机械稳定性。

Description

一种聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法
技术领域
本发明属于胶黏剂技术领域，涉及聚醋酸乙烯酯技术领域，具体涉及一种聚醋酸乙烯酯的制备方法。
背景技术
“白乳胶”是一种无毒无味被人们广泛使用的聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate,PVAc)胶粘剂。相比于溶剂型胶粘剂，聚醋酸乙烯酯胶粘剂具有成本低、聚合工艺简单、安全环保、节能绿色的优点。但单组分聚醋酸乙烯酯乳液的耐水性差，在湿热条件下，其粘接强度会大幅下降；抗蠕变性能差，长时间静电荷作用下胶粘剂会发生滑动；同时，它的耐湿性、耐寒性及机械稳定性也差。
丙烯酸酯类软单体与醋酸乙烯酯共聚可降低聚合物玻璃化温度，改善其耐寒性、柔韧性以及耐湿性加入交联剂能够提高乳液的粘接强度和内聚力。气相二氧化硅，俗称白炭黑，是硅的卤化物经高温水解后生成的带有表面羟基和吸附水的纳米二氧化硅，无毒无味，其大分子中含有大量游离羟基，结合纳米粒子超小的粒径和超大的比表面积的物理特性，使其可深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，加之其三维硅石结构、不饱和的配位数等综合作用使其具有较强的吸附能力，能与高分子链结合形成立体网状结构，因此可以提高聚醋酸乙烯酯膜的致密性、均一性、拉伸强力、防水透湿性等基本性能。如中国专利申请号CN201310641254.7公开了一种以聚醋酸乙烯酯乳液、聚四氟乙烯分散液、气相二氧化硅为主要成分制备的阻燃耐水防寒材粘接胶，具有粘结强度高，柔韧性佳，耐冲击强度高的优点。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法，为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法，具体步骤如下：
1)将气相二氧化硅加入到无水乙醇中，料液比保持1:2-5，超声处理10-15min，然后向混合液中加入1/3量的复合乳化剂，在真空下，继续超声乳化20-25min，得改性气相二氧化硅溶液；
2)将过硫酸铵溶于去离子水中，配置成浓度3-5％的溶液备用，将混合单体、1/3量的复合乳化剂和去离子水混合，真空下，超声乳化10-15min，得混合单体乳化液；
3)将聚乙烯醇与水混合，加热搅拌至完全溶解，降温至45-50℃时，加入剩余的复合乳化剂，搅拌至形成均匀的乳化液，然后加入1/5量的过硫酸铵溶液，升温至80-85℃，并用N2排除溶液中的空气，然后加入改性气相二氧化硅并搅拌混合均匀，然后交替滴加混合单体乳化液和剩余的过硫酸铵溶液，滴加完成后，加入分子量调节剂并逐步升温至80℃，保温40-60min，降至55-60℃后加入增塑剂，搅拌混合30-40min后，降温至室温后加入缓冲剂，搅拌混合均匀，出料，得聚醋酸乙烯酯胶黏剂。
优选的，所述超声的功率为200-300w，频率为20-30Hz。
优选的，所述复合乳化剂为质量比为1:10-15的十二烷基苯磺酸钠和OP-10。
优选的，所述混合单体为质量比5-7:1:0.3-0.8的醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的混合物。
优选的，所述交替滴加混合单体乳化液滴加速度为3-5滴/min，每次滴加时间为30-45min，过硫酸铵溶液的滴加速度为30-40滴/min，每次滴加时间为60-90s，滴加完搅拌反应10-15min后，开始第二次交替滴加。
一种聚醋酸乙烯酯胶黏剂，由如下质量百分数成分组成混合单体25-35％，过硫酸铵0.4-0.7％，复合乳化剂2-3％，聚乙烯醇1-4％，分子量调节剂2.5-3.5％，缓冲剂2-4％，增塑剂10-15％，气相二氧化硅8-15％，水余量。
优选的，由如下质量百分数成分组成混合单体30％，过硫酸铵0.5％，复合乳化剂2.5％，聚乙烯醇2.5％，分子量调节剂3％，缓冲剂3％，增塑剂13％，气相二氧化硅12％，水余量33.5％。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.本发明以醋酸乙烯酯、丙烯酸酯和丙烯酸为原料，采用乳液聚合法制备了丙烯酸酯类接枝醋酸乙烯酯形成接枝聚合物，丙烯酸酯类单体与醋酸乙烯酯共聚可降低聚合物玻璃化温度，改善其耐寒性、柔韧性以及耐湿性提高乳液的粘接强度和内聚力。
2.本发明添加预处理后的气相二氧化硅作为填料，气相二氧化硅表面上的游离羟基和纳米粒子超大的比表面积特性，使其可深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，与高分子链结合形成立体网状结构，提高胶黏剂的粘结强度，柔韧性，耐冲击强度。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1
本实施例中聚醋酸乙烯酯胶黏剂由如下质量百分数成分组成混合单体30％，过硫酸铵0.5％，复合乳化剂2.5％，聚乙烯醇2.5％，分子量调节剂3％，缓冲剂3％，增塑剂13％，气相二氧化硅12％，水余量33.5％。，其中混合单体是由质量比6:1:0.5的醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的混合物。
聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法，具体步骤如下：
1)称取质量百分数12％的气相二氧化硅加入到无水乙醇中，料液比保持1:3，在功率300w，频率25Hz,温度60℃下进行超声处理15min，然后向混合液中加入1/3量的由质量比为1:13的十二烷基苯磺酸钠和OP-10混合的复合乳化剂，将混合液置于真空箱内，在相同条件下继续超声乳化20min，将混合乳液置于-5-0℃下冷冻干燥，得改性气相二氧化硅溶液；
2)将质量占比的0.5％的过硫酸铵溶于去离子水中，配置成浓度4％的溶液备用，将混合单体、1/3量的复合乳化剂和去离子水混合，真空下，相同超声条件下超声乳化15min，得混合单体乳化液；
3)将质量占比的2.5％的聚乙烯醇与去离子水混合，逐渐加热缓慢搅拌转速保持在60-80r/min，至聚乙烯醇完全溶解，然后降温至45℃时，加入剩余的复合乳化剂，继续缓慢搅拌至形成均匀的乳化液，然后加入步骤(2)配置的1/5量的过硫酸铵溶液，升温至85℃，并用N2排除溶液中的空气，然后加入改性气相二氧化硅并在200r/min下搅拌混合均匀，然后在搅拌的状态下，交替滴加混合单体乳化液和剩余的过硫酸铵溶液，先采用4滴/min的速度滴加混合单体乳化液，滴加40min后，开始滴加过硫酸铵溶液，滴加速度控制在35滴/min，滴加80s，滴加完成后，调节转速至400r/min，搅拌10min后，开始第二轮的混合单体乳化液滴加，待混合单体乳化液和过硫酸铵溶液全部滴加完成后，降低搅拌转速至300r/min，并加入质量占比3％的硫醇分子量调节剂并逐步升温至80℃，搅拌状态下保温50min，降温至55℃后加入质量占比13％的磷酸三甲苯酯增塑剂，搅拌混合35min后，降温至室温后加入质量占比3％的碳酸氢钠缓冲剂，搅拌混合均匀，出料，得聚醋酸乙烯酯胶黏剂。
实施例2
本实施例同实施例1，不同的是本实施例中聚醋酸乙烯酯胶黏剂由如下质量百分数成分组成混合单体25％，过硫酸铵0.7％，复合乳化剂2％，聚乙烯醇1％，分子量调节剂3.2％，缓冲剂2％，增塑剂10％，气相二氧化硅8％，水余量48.1％，其中混合单体是由质量比5:1:0.3的醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的混合物，交替滴加混合单体乳化液滴加速度为5滴/min，每次滴加时间为30min，过硫酸铵溶液的滴加速度为40滴/min，每次滴加时间为90s，滴加完搅拌反应15min后，开始第二次交替滴加。
实施例3
本实施例同实施例1，不同的是本实施例中本实施例中不同的是本实施例中聚醋酸乙烯酯胶黏剂由如下质量百分数成分组成混合单体35％，过硫酸铵0.4％，复合乳化剂3％，聚乙烯醇4％，分子量调节剂2.2％，缓冲剂4％，增塑剂15％，气相二氧化硅15％，水余量21.4％。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)将气相二氧化硅加入到无水乙醇中，料液比保持1:2-5，超声处理10-15min，然后向混合液中加入1/3量的复合乳化剂，在真空下，继续超声乳化20-25min，得改性气相二氧化硅溶液；
2)将过硫酸铵溶于去离子水中，配置成浓度3-5％的溶液备用，将混合单体、1/3量的复合乳化剂和去离子水混合，真空下，超声乳化10-15min，得混合单体乳化液；
3)将聚乙烯醇与水混合，加热搅拌至完全溶解，降温至45-50℃时，加入剩余的复合乳化剂，搅拌至形成均匀的乳化液，然后加入1/5量的过硫酸铵溶液，升温至80-85℃，并用N2排除溶液中的空气，然后加入改性气相二氧化硅并搅拌混合均匀，然后交替滴加混合单体乳化液和剩余的过硫酸铵溶液，滴加完成后，加入分子量调节剂并逐步升温至80℃，保温40-60min，降至55-60℃后加入增塑剂，搅拌混合30-40min后，降温至室温后加入缓冲剂，搅拌混合均匀，出料，得聚醋酸乙烯酯胶黏剂。
2.根据权利要求1所述的聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述超声的功率为200-300w，频率为20-30Hz。
3.根据权利要求1所述的聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述复合乳化剂为质量比为1:10-15的十二烷基苯磺酸钠和OP-10。
4.根据权利要求1所述的聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述混合单体为质量比5-7:1:0.3-0.8的醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸的混合物。
5.根据权利要求1所述的聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述交替滴加混合单体乳化液滴加速度为3-5滴/min，每次滴加时间为30-45min，过硫酸铵溶液的滴加速度为30-40滴/min，每次滴加时间为60-90s，滴加完搅拌反应10-15min后，开始第二次交替滴加。
6.一种采用权利要求1-5任一所述的制备方法得到的聚醋酸乙烯酯胶黏剂，其特征在于，由如下质量百分数成分组成混合单体25-35％，过硫酸铵0.4-0.7％，复合乳化剂2-3％，聚乙烯醇1-4％，分子量调节剂2.5-3.5％，缓冲剂2-4％，增塑剂10-15％，气相二氧化硅8-15％，水余量。
7.根据权利要求6所述的聚醋酸乙烯酯胶黏剂，其特征在于，由如下质量百分数成分组成混合单体30％，过硫酸铵0.5％，复合乳化剂2.5％，聚乙烯醇2.5％，分子量调节剂3％，缓冲剂3％，增塑剂13％，气相二氧化硅12％，水余量33.5％。
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