一種單組份耐水d3級木工用粘合劑及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及膠粘劑制備技術(shù)，尤其設及一種單組份耐水D3級木工用粘合劑及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，木材工業(yè)用膠占膠粘劑生產(chǎn)量60% W上。國內(nèi)林產(chǎn)資源有限，大徑樹木較 少，只能采用小徑級木材或制造人造板來滿足生產(chǎn)和生活需要，運樣木工膠的用量也為增 加。同時，隨著對環(huán)保和節(jié)能更高的要求，對木材工業(yè)用膠也提出了更高的要求，尋求合適 的原料和配方來取代"Ξ醒"膠，徹底解決游離醒釋放帶來的環(huán)境問題。此外，隨著工業(yè)生產(chǎn) 的發(fā)展，對木工膠的性能也提出愈來愈高的要求，如在高濕度高溫等惡劣環(huán)境中的適應性。 運樣不僅能應用于木材加工，也能擴展在其他領域的應用價值。EN204耐水性木工膠D3等級 的標準作為一種具備優(yōu)異耐水性和粘接強度的膠粘劑，是一種相比普通木工膠，在耐熱性、 耐水性和粘接強度等方面具有更優(yōu)異性能，它是根據(jù)歐盟EN204耐水等級D3標準來定義的。 由于其性能更佳，應用價值更高，已廣泛應用于高檔家具、木地板甚至船舶等對環(huán)境濕度和 粘接強度要求較高的領域。
[0003] 聚醋酸乙締醋(PVAc)是線性長鏈狀高分子，分子鏈間僅有弱的極性引力，玻璃化 溫度(Tg)較低（27 °C左右），當溫度超過Tg，分子鏈移動性變大，模量快速降低。在濕熱條件 下，其粘接強度會有很大程度的降低，因而缺乏耐寒性、耐濕性、耐機械穩(wěn)定性，抗蠕變性能 差。當接觸水或處于高濕環(huán)境下，易將水分子吸附到膠合層，水分子透過木材及膠合層滲透 至木材與PVAc界面上，引起膠合層軟化，降低了粘接強度，故PVAc乳液的改性仍為該研究領 域的重點之一。同時，為了增加 PVAc產(chǎn)品成膜性，往往會外加增塑劑，膠膜在后期因增塑劑 的揮發(fā)、遷移或溶劑抽出而脆化，導致開膠或粘接強度降低。通過引入活性單體進行交聯(lián)改 性能增強PVAc的耐水性;外加交聯(lián)劑改性也可有效改善PVAc膠膜的耐水性，并能有效提高 PVAc乳液的粘接強度;通過對保護膠體進行改性，提高產(chǎn)品耐水性與粘接強度也是一種有 效手段。
[0004] 為此，通過對普通聚乙締醇進行乙酷乙酷化(R-0C0-C也C0-C也）改性，提高粘接時 與木質(zhì)纖維素反應活性；同時，設計聚合物鏈為內(nèi)增塑，減少后期增塑劑的使用，開發(fā)滿足 歐盟EN204耐水性木工膠D3等級標準的單組份膠粘劑具有重要的經(jīng)濟效益和社會效益。主 要用于集成材、實木指接、禪接、拼板、夾層木口、薄木片貼合、紙制層裝飾片貼合等;適用于 審雌木Π 、木窗、桌椅、柜、Π 板、抽屜板、電腦臺等。它單組分、水基型、無毒害，使用方便，安 全性好，粘接性能強、強度高、耐酸堿性好、熱性能穩(wěn)定，綜合性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)木材膠粘 劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改性聚乙締醇，同時也提供了一 種適用于各種集成材拼裝，滿足歐盟EN204D3等級單組份膠粘劑。本發(fā)明的D3等級單組份膠 粘劑通過聚乙締醇乙酷乙酷化改性做保護膠體應用到PVAc中，通過內(nèi)增塑實現(xiàn)。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種單組份耐水D3級木工用粘合劑， 所述由W下重量份的組分組成： 改性聚乙蹄醇 3.5--4.0 消泡劑 0.1~0.12 緩沖劑 0.1~0.12 婦丙基雙鍵現(xiàn)化劑0.5~0.6 引發(fā)劑 0.1~0.口
[0007] 引發(fā)活化劑0.02~0.03 醋酸乙婦醋 42.0~43.0 甲基丙婦酸 化8~1.0 巧増塑單體 2.0~2.2 防腐劑 0.1--0.12 水 5化78~48.做。
[000引一種單組份耐水D3級木工用粘合劑的制備方法，包括如下步驟：
[0009] a、將0.10~0.12重量份的引發(fā)劑溶解于1.9~2.28重量份的水中，得到引發(fā)劑溶 液;將0.02~0.03重量份的引發(fā)活化劑、42.0~43.0重量份的醋酸乙締醋、0.8~1.0重量份 的甲基丙締酸和2.0~2.2重量份的內(nèi)增塑單體混合攬拌均勻形成44.82~46.23重量份的 混合單體；
[0010] b、向反應蓋中加入48.88~46.41重量份的水，0.05~0.07重量份的消泡劑，0.1~ 0.12重量份的緩沖劑，開動攬拌，加入3.5-4.0重量份的上述改性聚乙締醇，升溫至90°C~ 92°C保溫50~60分鐘，溶解聚乙締醇。然后降溫到70°C~73°C，加入0.5~0.6重量份的締丙 基雙鍵乳化劑，攬拌分散3~5分鐘后，加入0.6~0.72重量份步驟a配制的引發(fā)劑溶液;然后 再同時滴加步驟a配制44.82~46.23重量份混合單體和1.2~1.44重量份步驟a配制的引發(fā) 劑溶液，滴加時間4.0~4.5小時；
[0011] C、單體加完繼續(xù)反應15~20分鐘后，加入0.2~0.24重量份步驟a配制的引發(fā)劑溶 液，保溫50~60分鐘后，降溫至50°C W下加入0.1~0.12重量份防腐劑，0.05重量份消泡劑， 攬拌20~30分鐘混合均勻，形成成品。
[0012] 進一步地，所述引發(fā)劑為過硫酸錠，緩沖劑為憐酸二氨鋼，消泡劑為BYK024,防腐 劑為苯甲酸鋼，引發(fā)活化劑為3-琉基丙酸異辛醋，內(nèi)增塑單體為富馬酸二下醋。
[0013] 進一步地，所述締丙基雙鍵乳化劑為邸-10、邸-20和SR-10中的一種或兩種。
[0014] 進一步地，所述改性聚乙締醇通過W下步驟制備得到：
[0015] (1)在裝置中加入79.5~75.3重量份溶度參數(shù)較大的強極性溶劑，0.5~0.7重量 份的催化劑，15~17重量份的聚乙締醇，通氮氣，升溫至60°C~62°C，攬拌溶解0.8~1.0小 時，得到聚乙締醇溶液；
[0016] (2)將5~7重量份的乙酷乙酷化試劑在0.8~1.0小時內(nèi)滴加到上述聚乙締醇溶液 中，滴完后攬拌反應1. ο~1.2小時，然后加入到30重量份混合溶劑進行沉淀，得到沉淀物；
[0017] (3)將沉淀物水洗，水洗重復2~3次，氣流干燥機干燥既得改性聚乙締醇。
[0018] 進一步地，所述聚乙締醇為PVA1788、PVA1799、PVA1792中的一種或兩種按照任意 比組成的混合物，催化劑為醋酸，乙酷乙酷化試劑為雙乙締酬，溶度參數(shù)校大的強極性溶劑 為二甲基亞諷(DMSO)，混合溶劑為乙醇/正己燒(體積比1:1組成的混合溶劑）。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0020] 1、保護膠體聚乙締醇進行乙酷乙酷化改性，在聚合物鏈結(jié)構(gòu)中引入乙酷乙酷基 (R-OCO-C此CO-C出），其中幾基α碳上的氨非?；顫?，水分揮發(fā)成膜時與基材中官能團反應使 聚合物鏈形成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從而提高對基材的粘附力與耐水性，達到具有適就期長、粘附力強 與膠膜耐水性高的單組份水性環(huán)保產(chǎn)品。
[0021] 2、富馬酸二下醋結(jié)構(gòu)式為化C4〇COCH = 〇roCOC祖9,自身不能均聚，但可與醋酸乙締 醋類單體發(fā)生交替共聚，嵌入到聚合物鏈中，增加聚合物鏈柔順性，起內(nèi)增塑作用，避免了 外加增塑劑的揮發(fā)、遷移或溶劑抽出而脆化，導致開膠或粘接強度降低，具有永久增塑效 應。
[0022] 3、3-琉基丙酸異辛醋由于分子結(jié)構(gòu)中有硫醇，與過硫酸鹽發(fā)生如下反應:S2〇82^^ 2SO4- ·，S04-.+HSR 一 HS〇4-+.SR，Mn+.SR 一. MnSR----。自由基.SR 及.MnSR 要比帶負電的 MnS〇4^ ·及----MnS〇4^ ·更容易進入帶負電的膠束和乳膠粒中，從而縮短形成自由基誘導 反應時間，提高自由基的形成效率;同時，硫醇基易使聚合過程中的鏈自由發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移從而 調(diào)節(jié)乳膠粒分子量。
[0023] 4、63-10、61?-20、51?-10在分子結(jié)構(gòu)中含有締丙基雙鍵，運類締丙基雙鍵乳化劑在 乳液聚合中它們是通過共價鍵的方式鍵合在乳膠粒表面，在乳膠液存放和使用中乳化劑不 會發(fā)生解析;在乳膠成膜時，避免了乳化劑的遷移，使膜的力學性能、光澤度、粘接性、耐水 性等都有較大的提高。
【具體實施方式】
[0024] 實施例1:
[00巧](1)聚乙締醇的乙酷乙酷化改性：
[00%] (1.1)在裝置中加入79.5公斤二甲基亞諷，0.5公斤醋酸，12公斤PVA1788和3公斤 PVA1799，通氮氣，升溫至60°C攬拌溶解0.8小時；
[0027] (1.2)將5公斤雙乙締酬在0.8小時內(nèi)滴加到上述聚乙締醇溶液中，滴完后攬拌反 應1.0小時，然后加入到30公斤乙醇/正己燒(體積比1:1)混合溶劑沉淀；
[00%] (1.3)將沉淀物水洗，重復2次，氣流干燥機干燥既得改性聚乙締醇。
[0029] (2)改性聚乙締醇為保護膠體用于制備滿足歐盟EN204耐水性D3標準單組份膠粘 劑的制備，總量1000公斤： 改性聚乙?guī)⒋?15 BYK0241 憐酸二氨鑰1 ER-10 4 SR-10 1 過硫酸倭1
[0030] 3-琉基丙酸異辛醋 0.2 醋酸乙蹄醋 420: 甲基丙帰酸8 富馬酸二下醋20 苯甲酸納1 水 507^8
[0031] a、將1公斤過硫酸錠溶解于19公斤水中，得到過硫酸錠水溶液;將0.2公斤3-琉基 丙酸異辛醋、420公斤醋酸乙締醋、8公斤甲基丙締酸和20公斤富馬酸二下醋混合攬拌均勻 形成448.2公斤混合單體；
[0032] b、向反應蓋中加入488.8公斤水，0.5公斤BYK024，1公斤憐酸