改性聚乙酸乙烯酯乳液的研究

第10卷第4期中国胶粘剂21.改性聚乙酸乙烯酯乳液的研究刘德峥(平原大学化工系河南省新乡453003 )摘要研制了一种改性聚乙酸乙烯酯乳液通过乳化稳定剂聚乙烯醇的缩醛化用丙烯酸进行核壳乳液共聚和添加松香树脂共混相结合的方法成功地解决了通用乙酸乙烯酯乳液的抗水性、抗冻性和抗蠕变性较差的问题。关键词:聚乙酸乙烯酯乳液;核壳乳液共聚;抗水性;抗冻性;抗蠕变性中图分类号:TQ433.433 .文献标识码:B .文章编号:1004- 2849( 2001 )4- 0021- 0310%的复配并经缩甲醛处理的聚乙烯醇水溶液部前言分乳化剂OP- 10，已溶入部分改性松香的乙酸乙烯聚乙酸乙烯酯乳液具有无毒无害且不易燃易酯单体总量的15% ,充分搅拌进行预乳化0.5h ;升爆生产容易价格低廉,性能良好,应用方便等特温至60~ 65C滴加质量分数为0.2%的引发剂过点,已广泛用于建筑纺织、包装、印刷、木材加工、涂硫酸铵溶液用量的40%搅拌反应2.5h以形成种子料及粘合剂等领域中多孔材料的粘接,成为合成树胶核。然后再向胶核溶液内加入适量的无离子水,脂乳液中用量较大的乳液。但是聚乙酸乙烯酯乳液聚乙烯醇缩甲醛溶液乳化剂OP- 10 ,将已溶入改也固有-些缺点如抗水性和抗蠕变性差1]抗冻性性松香的乙酸乙烯酯和丙烯酸混合单体的1/15加差23]等使其进一步扩大应用范围受到了限制。入搅拌升温至72~ 75C ;反应0.5h后均匀滴加过本文采用复配乳化稳定剂和缩醛化,乙酸乙烯硫酸铵溶液间歇滴加混合单体和乳化剂严格控制酯与丙烯酸共聚以及在聚合单体中溶入疏水性树脂乳化剂的补加速度,以免生成新的胶束和新的乳胶等方法研制出改性聚乙酸乙烯酯乳液其抗水性,粒。反应温度在80C左右混合单体以4~ 5h加完抗冻性和抗蠕变性得到很大改善。为宜。单体加毕后保持搅拌20min，进行升温,同时滴完余下的过硫酸铵溶液。然后升温至90~ 95C ,1实验部分保温反应0.5h，降温至50°C ,加入中和剂碳酸氢钠溶液,调pH值为6~7加入增塑剂邻苯二甲酸二丁1.1 主要原料及规格酯搅拌0.5h使其混合均匀后出料。.乙酸乙烯酯,工业品聚合级北京有机化工厂. 1.3 性能测试生产;丙烯酸,工业品聚合级北京东方化工厂生1.3.1 固体质量百分数产,改性松香工业品江西遂川县化工厂生产聚乙按GB11175 - 89测定。烯醇工业品技术规格:1788 醇解度86.0% ~ 90.1.3.2粘度0% ,1799 醇解度99. 8% ~ 100% ,北京有机化工厂生产过硫酸铵化学纯北京化工厂生产;乳化剂定。用NDJ- 79型旋转粘度计按GB11175- 89测OP-10工业品上海助剂厂生产;碳酸氢钠工业1.3.3 pH值品天津碱厂生产;邻苯二甲酸二丁酯工业品北京用精密pH试纸测定。化工厂生产。中国煤化工1.2 实验方法在装有搅拌器、加料器、回流冷凝器和温度计的JHCN MHGC-5C条件下冷冻48h后观祭床绍倩况。四颈烧瓶中,加入适量的无离子水、质量分数为1.3.5 抗水性*收稿日期2000=06- 19作者简外2列德氟( 1952 - )副教授系副主任主要从事精细化工的教学和科研。主编出版专著2部发表论文20余篇开发产品6项。CHINA ADHESIVESVol.10 No.4 .木板为400mmx30mmx10mm搭接面为400mm解在乙酸乙烯酯单体中然后进行乳液聚合能使疏x 30mm，两个粘接面涂上制备的乳液后轻压,自 然水松香与共聚乳液均匀混合提高了乳液的抗水性,干燥24h ,每项测试用6对试板。将试样分别放入并可降低乳液的生产成本[ 6。309C和80C水中浸泡测定开胶时间。2.2改性 聚乙酸乙烯酯乳液的抗冻性1.3.6 粘接强度改性聚乙酸乙烯酯乳液抗冻性见表2。按GB11178 - 89测定。.表2改性聚乙酸乙烯酯乳液抗冻性1.3.7 抗蠕变性测试指标改性乳液普通乳液按文献4测定不同温度下的剪切强度,以显示抗冻性出乳胶的抗蠕变性。不冻结冻结( -3C~ -5C A48h)1.4 产品质量指标冻融稳定性外观乳白色液体( -20+1C ,18h 20C 6h反复5次)不破乳破乳pH值6~ 7粘度/Pa.s5~6由表2可见普通乳液的抗冻性差改性后的乳固体质量分数/%51~ 52液抗冻性明显提高。普通的乳液是以单-规格的聚乙烯醇为乳化稳定剂其分子链上的大量羟基在低2结果 与讨论温下易与水形成氢键,使乳液失去流动性成为胶冻2.1 改性聚乙酸乙酯乳液的抗水性及剪切强度状，而在冻结过程中乳液颗粒凝聚成为大颗粒或团改性聚乙酸乙烯酯乳液的抗水性及剪切强度见状乳液失去恢复的可能成为废物。改性乳液采用乳化稳定剂复配技术并进行了缩醛化处理,又引进表1。功能性单体丙烯酸和疏水性松香树脂减少了水合表1改性聚乙酸乙烯 酯乳液的抗水性及剪切强度氢键同时由于丙烯酸的羧基比较集中于乳液颗粒改性乳液普通乳液的表面形成了一层带电的保护层使乳液颗粒的凝试样30C水浸泡不开胶时间/d21聚趋势大为减弱,故在低温状态下,即使乳液被冻80C水浸泡不开胶时间/h23.54结在温度恢复时因乳胶颗粒未凝聚也能恢复到原干态剪切强度/MPa14. 869.84始状态,使其仍具有应用价值。湿态剪切强度/MPa2.600.322.3改性 聚乙酸乙烯酯乳液的抗蠕变性由表1可看出改性聚乙酸乙烯酯乳液的抗水改性聚乙酸乙烯酯乳液的抗蠕变性见表3。性及剪切强度较普通乳液显著提高。普通聚乙酸乙表3改性聚乙酸乙烯酯乳液的抗蠕变性烯酯乳液抗水性差的主要原因是采用了水溶性高分子化合物聚乙烯醇( PVA )作乳化稳定剂,它不可避环境温度/C免地把大量的亲水性羟基带进了乳液，当乳液成膜2:14.86时使得膜的亲水性增加其次聚乙酸乙烯酯分子中4(13. 205.52有乙酸根基团存在具有一定的吸水性 其24h的吸5(1.633.28水率为3%[5]。本研究采用复配乳化稳定剂将不6(9.821.78同技术规格的聚乙烯醇( PVA1788和PVA1799 )冶理7(9.020.88配合并进行缩甲醛化处理,使聚乙烯醇与甲醛发生87.20无法测出缩聚反应主要是在相邻分子的羟基间形成六元环缩醛减少了聚乙烯醇分子的羟基数目增加了乳化中国煤化工,酯乳液做胶粘剂时，稳定剂自身的抗水性,也就提高了聚乙酸乙烯酯乳随温/CNM.H G降而改性乳液则明显液的抗水性。丙烯酸单体带有功能性基团与乙酸得到改善。这是因为聚乙酸乙烯酯是热塑性树脂,乙烯酯共聚制得的乳液胶合时能与木材上的一一般以头尾结合 为主的无定形高分子物作为胶粘.0H、- -CH2OH发生化学反应形成化学键提高乳液剂其粘接力主要是分子间力,若长时间承受静载荷的抗水性和剪谢强度。改性松香作为疏水性树脂溶作用并受外界环境影响时，胶层的强度会明显下第10卷第4期中国胶粘剂降产生滑动即发生蠕变现象。通过乙酸乙烯酯和( 2败性聚乙酸乙烯酯乳液成本略高于普通乳液,但含羧基单体丙烯酸进行核壳共聚,并添加松香树脂其性能优良而用量可减少总体价格可基本持平具混合改性在聚合反应过程中以及在胶层干燥过程有市场开发潜力。中形成化学键而达到一定程度的交联,使胶层达到参考文献破坏程度时所需要的剪切力大为增加抗热性提高，[1] 曹同玉刘庆普胡金生编.聚合物乳液合成原理性能抵抗因环境温度升高而致的胶层蠕变松驰能力即抗及应用[ M ].北京:化学工业出版社1999.520.蠕变性也明显增强。[2] 刘德峥张引沁,黄艳芹等. VAC- MMA- AA- AN四元核共聚乳液粘合剂的研究[ J],精细化工,2000 ,173结论(2)76.[3]秦益琴张宝华徐红,改性聚醋酸乙烯酯乳液的研制(1经实验确定的优化条件乳化稳定剂原料配比m[ J].中国胶粘剂,1998 X2):13.(聚乙烯醇1799):m(聚乙烯醇1788)= 1.0:1.7 ;共[4] 王孟钟黄应昌主编胶粘剂应用手册[ M].北京:化学聚和共混原料配比m(乙酸乙烯酯):m(丙烯酸):m工业出版社,1987 .882.(改性松香)= 1.0:0. 062:0.087 ;胶核反应温度为[5]郦兴媛张正根. 聚醋酸乙烯[ M].化工百科全书(第八639C反应时间2.5h胶壳反应温度80C反应时间卷).北京化学工业出版社,1994 992.4.5h所得改性聚乙酸乙烯酯乳液具有良好的抗水[6] 杨宝武聚醋酸乙烯乳液组成与性质J ].中国胶粘剂,1997 A( 1 )48.性、抗冻性和抗蠕变性。Modified polyvinyl acetate emulsionLIU De-zheng( Department of Chemical Engineering , Pingyuan University , Xinxiang , Henan 453003 , China )中国煤化工Abstract :This article synthesizes a new kind of polyvinyl ace.MHC N M H Gof conmon polyvinyl ac-etate emulsion' s poor watetrproof , anti-freezing and creep-ressistant properties was successfully solved by the acetalationof polyvinyl alcohol as stabilizing agent , by adding acrylic acid and rosn resin , by means of core-shell emulsion copoly-merization.Keywords : polyvinyl acetate emulsion ; core-shell emulsion copolymerization ; waterproof property ; anti freez-ing ; creep-estahce