CN109880554A - 一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法 - Google Patents
一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：采用聚乙烯醇、聚乙二醇为原料，四甲基二硅氧烷/过氧化氢为引发剂，采用半连续聚合工艺制备醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液，并采用丙交酯和氢氧化钾对醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液进行改性，制备获得具有良好耐水性、耐酸性、强度的醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液无醛胶黏剂。本发明原料易得，工艺操作简单，适宜于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶黏剂的制作方法，具体涉及一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法。
背景技术
醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(以下简称VAE)，是醋酸乙烯乳液(白乳胶)的乙烯内增塑产品，具有优良的可塑性、耐水性、不易脆裂等特点，是一种广泛应用于工业生产、木材、纸张以及涂料等行业的水基型胶黏剂。VAE 乳液本身无毒，但由于传统工业生产中通常采用H202 /次硫酸盐甲醛加合物作为引发体系，而次硫酸盐加合物会造成乳液终产物中有游离甲醛残留，因此间接对人体和环境造成危害。
中国专利CN201210080011.6公开了一种可生物降解的水乳型聚乳酸胶粘剂及制备方法，所述胶粘剂为水分散乳液，每100重量份的胶粘剂中至少含有聚乙二醇接枝聚乳酸共聚物重量份为5-45份、醋酸乙烯酯接枝淀粉重量份为5-40份和乙烯-醋酸乙烯共聚物，重量份为0.5-30份，本发明提供的可生物降解的、粘接牢度高、滤棒硬度可调、成型性能好，同时具有增强滤棒吸附减害性能。其反应操作条件严格，所用材料制备复杂。专利CN201710310556.4公开了一种胶黏剂及其制备方法和应用，采用乙烯-醋酸乙烯共聚物、增粘树脂、高分子偶联剂、抗氧剂为原料，其中高分子偶联剂为聚乙烯接枝马来酸酐、聚丙烯接枝马来酸酐、POE接枝马来酸酐、EVA接枝马来酸酐树脂中的至少一种。高分子偶联剂需要额外制备。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：采用聚乙烯醇、聚乙二醇为原料，四甲基二硅氧烷/过氧化氢为引发剂，采用半连续聚合工艺制备醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，并采用丙交酯和氢氧化钾对醋酸乙烯-乙烯共聚乳液进行改性，制备获得具有良好耐水性、耐酸性、强度的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂。本发明原料易得，工艺操作简单，适宜于工业化生产。
本发明的技术方案如下：
一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将聚乙烯醇、聚乙二醇、吐温-20、吐温-80、十二烷基磺酸钠、四甲基二硅氧烷加入去离子水中，并在30℃、氮气保护下，充分溶解；
（2）将溶解后的液体与初始醋酸乙烯单体、硫酸铁溶液同时加入高压反应釜中；
（3）高压反应釜密封后用乙烯气体置换2~3次，清除反应釜内残留氧气，然后将反应釜内乙烯压力升高，并设定搅拌转速进行预乳化处理；
（4）预处理结束后，将反应釜内温度升高，并连续加入过氧化氢溶液，5min后连续加入醋酸乙烯单体，并设定聚合时间为2h；
（5）聚合反应结束后继续保温30~40min，同时加入丙交酯单体和氢氧化钾溶液；
（6）保温结束后，泄压、出料，获得醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂。
作为本发明的进一步说明：按照重量份数记，各物质加入质量为聚乙烯醇10~20份、聚乙二醇10~15份、3份吐温-20、1份吐温-80、十二烷基磺酸钠1份、四甲基二硅氧烷35~45份、去离子水200~300份、过氧化氢溶液100份、丙交酯固体20~30份、氢氧化钾溶液10~15份。
作为本发明的进一步说明：步骤（2）中初始醋酸乙烯单体按重量份数记为170~190份。
作为本发明的进一步说明：硫酸铁溶液体积分数为0.05%，加入质量为初始醋酸乙烯单体质量的0.2%。
作为本发明的进一步说明：步骤（3）中反应釜乙烯压力升高至3.0Mpa，搅拌转速为600r/min。
作为本发明的进一步说明：步骤（4）中反应釜内温度升高至60~80℃。
作为本发明的进一步说明：过氧化氢的体积分数为2.5%。
作为本发明的进一步说明：步骤（4）中醋酸乙烯单体加入质量按重量份数记为140~150份。
作为本发明的进一步说明：氢氧化钾溶液体积分数为5%。
本发明的技术原理如下：
VAE乳液，是醋酸乙烯乳液(白乳胶)的乙烯内增塑产品，具有优良的可塑性、耐水性、不易脆裂等特点，是一种广泛应用于工业生产、木材、纸张以及涂料等行业的水基型胶黏剂。VAE 乳液本身无毒，但由于传统工业生产中通常采用H202 /次硫酸盐甲醛加合物作为引发体系，而次硫酸盐加合物会造成乳液终产物中有游离甲醛残留，因此间接对人体和环境造成危害。四甲基二硅氧烷为还原剂，主要应用于有机化工和医药化工生产中，其具有显著的还原能力，且其不含甲醛，对热稳定，在反应过程中不产生有毒有害物质。同时添加铁离子作用引发助剂，使反应效率增加。
通常，VAE乳液可以直接用作胶黏剂，但是其强度不高、耐水性、耐酸性等不理想，为适用不同的领域需求，需要对其进行改性，进一步提高其综合性能。VAE乳液在碱性条件下，其表面和内部均产生强极性羟基，可与丙交酯产生交联反应，通过该反应，增加了VAE乳液分子的分子量，同时增加了其分子链上的空间位阻，使其线性结构转化为具有一定交联度的三维空间结构，从而增加了其耐水性和强度等性质。
本发明的有益效果：
（1）所用引发剂不引入甲醛，安全无毒。
（2）操作简单易行，适用于推广。
具体实施方式
实施例1：
（1）将聚乙烯醇、聚乙二醇、吐温-20、吐温-80、十二烷基磺酸钠、四甲基二硅氧烷加入去离子水中，并在30℃、氮气保护下，充分溶解；其中按照重量份数记，聚乙烯醇加入量为10份、聚乙二醇加入量为12份、吐温-20加入量为3份、吐温-80加入量为1份、十二烷基磺酸钠加入量为1份、四甲基二硅氧烷加入量为40份、去离子水加入量为200份；
（2）将溶解后的液体与初始醋酸乙烯单体、硫酸铁溶液同时加入高压反应釜中，初始醋酸乙烯单体加入量为190份，硫酸铁溶液体积分数为0.05%，加入质量为初始醋酸乙烯单体质量的0.2%；
（3）高压反应釜密封后用乙烯气体置换2~3次，清除反应釜内残留氧气，然后将反应釜内乙烯压力升高至3.0Mpa，并设定搅拌转速为600r/min进行预乳化处理；
（4）预处理结束后，将反应釜内温度升高至60~80℃，并连续加入体积分数为2.5%的过氧化氢溶液100份，5min后连续加入醋酸乙烯单体145份，并设定聚合时间为2h；
（5）聚合反应结束后继续保温35min，同时加入丙交酯单体和体积分数为5%的氢氧化钾溶液，丙交酯固体加入量为28份、氢氧化钾溶液加入量为15份；
（6）保温结束后，泄压、出料，获得醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂。
实施例2：
（1）将聚乙烯醇、聚乙二醇、吐温-20、吐温-80、十二烷基磺酸钠、四甲基二硅氧烷加入去离子水中，并在30℃、氮气保护下，充分溶解；其中按照重量份数记，聚乙烯醇加入量为12份、聚乙二醇加入量为10份、吐温-20加入量为3份、吐温-80加入量为1份、十二烷基磺酸钠加入量为1份、四甲基二硅氧烷加入量为37份、去离子水加入量为300份；
（2）将溶解后的液体与初始醋酸乙烯单体、硫酸铁溶液同时加入高压反应釜中，初始醋酸乙烯单体加入量为180份，硫酸铁溶液体积分数为0.05%，加入质量为初始醋酸乙烯单体质量的0.2%；
（3）高压反应釜密封后用乙烯气体置换2~3次，清除反应釜内残留氧气，然后将反应釜内乙烯压力升高至3.0Mpa，并设定搅拌转速为600r/min进行预乳化处理；
（4）预处理结束后，将反应釜内温度升高至60~80℃，并连续加入体积分数为2.5%的过氧化氢溶液100份，5min后连续加入醋酸乙烯单体140份，并设定聚合时间为2h；
（5）聚合反应结束后继续保温40min，同时加入丙交酯单体和体积分数为5%的氢氧化钾溶液，丙交酯固体加入量为30份、氢氧化钾溶液加入量为12份；
（6）保温结束后，泄压、出料，获得醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂。
实施例3：
（1）将聚乙烯醇、聚乙二醇、吐温-20、吐温-80、十二烷基磺酸钠、四甲基二硅氧烷加入去离子水中，并在30℃、氮气保护下，充分溶解；其中按照重量份数记，聚乙烯醇加入量为15份、聚乙二醇加入量为13份、吐温-20加入量为3份、吐温-80加入量为1份、十二烷基磺酸钠加入量为1份、四甲基二硅氧烷加入量为35份、去离子水加入量为250份；
（2）将溶解后的液体与初始醋酸乙烯单体、硫酸铁溶液同时加入高压反应釜中，初始醋酸乙烯单体加入量为175份，硫酸铁溶液体积分数为0.05%，加入质量为初始醋酸乙烯单体质量的0.2%；
（3）高压反应釜密封后用乙烯气体置换2~3次，清除反应釜内残留氧气，然后将反应釜内乙烯压力升高至3.0Mpa，并设定搅拌转速为600r/min进行预乳化处理；
（4）预处理结束后，将反应釜内温度升高至60~80℃，并连续加入体积分数为2.5%的过氧化氢溶液100份，5min后连续加入醋酸乙烯单体142份，并设定聚合时间为2h；
（5）聚合反应结束后继续保温30min，同时加入丙交酯单体和体积分数为5%的氢氧化钾溶液，丙交酯固体加入量为25份、氢氧化钾溶液加入量为10份；
（6）保温结束后，泄压、出料，获得醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂。
实施例4：
（1）将聚乙烯醇、聚乙二醇、吐温-20、吐温-80、十二烷基磺酸钠、四甲基二硅氧烷加入去离子水中，并在30℃、氮气保护下，充分溶解；其中按照重量份数记，聚乙烯醇加入量为17份、聚乙二醇加入量为15份、吐温-20加入量为3份、吐温-80加入量为1份、十二烷基磺酸钠加入量为1份、四甲基二硅氧烷加入量为42份、去离子水加入量为200份；
（2）将溶解后的液体与初始醋酸乙烯单体、硫酸铁溶液同时加入高压反应釜中，初始醋酸乙烯单体加入量为185份，硫酸铁溶液体积分数为0.05%，加入质量为初始醋酸乙烯单体质量的0.2%；
（3）高压反应釜密封后用乙烯气体置换2~3次，清除反应釜内残留氧气，然后将反应釜内乙烯压力升高至3.0Mpa，并设定搅拌转速为600r/min进行预乳化处理；
（4）预处理结束后，将反应釜内温度升高至60~80℃，并连续加入体积分数为2.5%的过氧化氢溶液100份，5min后连续加入醋酸乙烯单体150份，并设定聚合时间为2h；
（5）聚合反应结束后继续保温35min，同时加入丙交酯单体和体积分数为5%的氢氧化钾溶液，丙交酯固体加入量为20份、氢氧化钾溶液加入量为14份；
（6）保温结束后，泄压、出料，获得醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂。
实施例5：
（1）将聚乙烯醇、聚乙二醇、吐温-20、吐温-80、十二烷基磺酸钠、四甲基二硅氧烷加入去离子水中，并在30℃、氮气保护下，充分溶解；其中按照重量份数记，聚乙烯醇加入量为20份、聚乙二醇加入量为14份、吐温-20加入量为3份、吐温-80加入量为1份、十二烷基磺酸钠加入量为1份、四甲基二硅氧烷加入量为45份、去离子水加入量为300份；
（2）将溶解后的液体与初始醋酸乙烯单体、硫酸铁溶液同时加入高压反应釜中，初始醋酸乙烯单体加入量为170份，硫酸铁溶液体积分数为0.05%，加入质量为初始醋酸乙烯单体质量的0.2%；
（3）高压反应釜密封后用乙烯气体置换2~3次，清除反应釜内残留氧气，然后将反应釜内乙烯压力升高至3.0Mpa，并设定搅拌转速为600r/min进行预乳化处理；
（4）预处理结束后，将反应釜内温度升高至60~80℃，并连续加入体积分数为2.5%的过氧化氢溶液100份，5min后连续加入醋酸乙烯单体148份，并设定聚合时间为2h；
（5）聚合反应结束后继续保温40min，同时加入丙交酯单体和体积分数为5%的氢氧化钾溶液，丙交酯固体加入量为22份、氢氧化钾溶液加入量为13份；
（6）保温结束后，泄压、出料，获得醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂。
Claims (9)
1.一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）将聚乙烯醇、聚乙二醇、吐温-20、吐温-80、十二烷基磺酸钠、四甲基二硅氧烷加入去离子水中，并在30℃、氮气保护下，充分溶解；
（2）将溶解后的液体与初始醋酸乙烯单体、硫酸铁溶液同时加入高压反应釜中；
（3）高压反应釜密封后用乙烯气体置换2~3次，清除反应釜内残留氧气，然后将反应釜内乙烯压力升高，并设定搅拌转速进行预乳化处理；
（4）预处理结束后，将反应釜内温度升高，并连续加入过氧化氢溶液，5min后连续加入醋酸乙烯单体，并设定聚合时间为2h；
（5）聚合反应结束后继续保温30~40min，同时加入丙交酯单体和氢氧化钾溶液；
（6）保温结束后，泄压、出料，获得醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂。
2.根据权利要求1所述一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于，按照重量份数记，各物质加入质量为：聚乙烯醇10~20份、聚乙二醇10~15份、3份吐温-20、1份吐温-80、十二烷基磺酸钠1份、四甲基二硅氧烷35~45份、去离子水200~300份、过氧化氢溶液100份、丙交酯固体20~30份、氢氧化钾溶液10~15份。
3.根据权利要求1所述一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中初始醋酸乙烯单体按重量份数记为170~190份。
4.根据权利要求1所述一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于：硫酸铁溶液体积分数为0.05%，加入质量为初始醋酸乙烯单体质量的0.2%。
5.根据权利要求1所述一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中反应釜乙烯压力升高至3.0Mpa，搅拌转速为600r/min。
6.根据权利要求1所述一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中反应釜内温度升高至60~80℃。
7.根据权利要求1所述一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于：过氧化氢的体积分数为2.5%。
8.根据权利要求1所述一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中醋酸乙烯单体加入质量按重量份数记为140~150份。
9.根据权利要求1所述一种醋酸乙烯-乙烯共聚乳液无醛胶黏剂的制备方法，其特征在于：氢氧化钾溶液体积分数为5%。
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