一種快干白膠及其制備方法
【專利摘要】一種快干白膠，其特征在于包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：改性共聚PVAc?15~25份；乙烯－乙酸乙烯酯乳液3~10份；聚乙烯醇水溶液5~10份；粘結(jié)增強(qiáng)劑6~16份；所述改性共聚PVAc的含固量為30~45%，是采用有機(jī)硅氧烷、丙烯酸長鏈酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯共聚得到的，其中有機(jī)硅氧烷、丙烯酸長鏈酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯的質(zhì)量比為3~5：4.5~7.5：1.5~2.5：8~12。制備時(shí)以聚乙烯醇水溶液作為膠體保護(hù)劑，先合成改性共聚PVAc，再加入EVA等進(jìn)行反應(yīng)得到需要的自交聯(lián)白膠。本發(fā)明制備工藝簡單，易操作，制得的白膠具有干化快、抗沖擊強(qiáng)、耐水、抗凍能力強(qiáng)的特點(diǎn)，且氣味小、無毒無害、環(huán)保性高，在各項(xiàng)性能上已達(dá)到國外同類先進(jìn)水平，但成本只有其1/2~1/3。
【專利說明】一種快干白膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種膠黏劑及其制備方法，具體是一種快干、抗低溫性能好的白膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液作為水性粘合劑具備粘合性能好、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用于建筑、紡織、印刷、包裝等各個(gè)領(lǐng)域。因?yàn)橐訮VAc為主的粘合劑顏色多是白色，故而稱為白膠。2010年我國對(duì)PVAc乳液的需求量到達(dá)30萬噸以上，形成35-40億的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。但是白膠具有抗凍性差，干燥固化時(shí)間長，成膜后抗沖擊能力弱等缺點(diǎn)，不能很好地滿足我國北方及一些北歐、北美國等高寒地區(qū)的使用要求。
[0003]我國的白膠生產(chǎn)大多數(shù)是通用型，一般是采用聚乙烯醇縮甲醛(PVF)化的方法來提高其抗寒性能，這一來含有大量甲醛殘留，不夠環(huán)保，同時(shí)少量的改性，仍然存在固化時(shí)間長，抗凍性差的缺點(diǎn)。雖然現(xiàn)在對(duì)白膠進(jìn)行了不斷改進(jìn)，如專利號(hào)為CN200710133491.7的中國專利《一種白膠及其制備方法》，這種白膠是用醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、乙醇、引發(fā)劑和阻燃劑，先將醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、乙醇和引發(fā)劑投入反應(yīng)釜內(nèi)，在攪拌的同時(shí)，加溫至65~75°C，之后，停止加溫，使其自然冷凝至出現(xiàn)回流時(shí)，繼續(xù)加溫至82~86°C，并在此溫度下恒溫反應(yīng)60~90分鐘；之后，降溫至40~50°C，并加入阻燃劑,攪拌10~15分鐘而制成。這種白膠不含有害物質(zhì)，不會(huì)污染工作環(huán)境，不會(huì)危害人體健康，并且耐壓性能也較好，在三百個(gè)大氣壓下不會(huì)開裂，但是抗寒性能還是不理想，與國外高性能及專業(yè)性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品相比，還是有較大差距。因此開發(fā)一種干化快，抗凍能力強(qiáng)的白膠，具備良好的市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種快干白膠，不僅干化快、具有優(yōu)異的耐水性能和耐低溫性能，而且抗沖擊能力強(qiáng)、成本低廉，具有氣味小、無毒無害、環(huán)保性高的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種快干白膠的制備方法，采用PVAc的改性，四元共聚的方式，不僅制備工藝簡單，而且制得的快干白膠具有優(yōu)異的耐水性能、耐低溫性能，同時(shí)抗沖擊能力強(qiáng)、無毒無害、成本低廉。
[0006]本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種快干白膠，其特征在于包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:
[0007]改性共聚PVAc 15~25份；
[0008]乙烯一乙酸乙烯酯乳液3~10份；
[0009]聚乙烯醇水溶液5~10份 ；
[0010]粘結(jié)增強(qiáng)劑6~16份。
[0011]作為優(yōu)選，所述改性共聚PVAc的含固量為3(T45 (wt) %，是采用有機(jī)硅氧烷、丙烯酸長鏈酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯共聚得到的，其中有機(jī)硅氧烷、丙烯酸長鏈酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯的質(zhì)量比為3~5:4.5~7.5:1.5~2.5:8~12。
[0012]有機(jī)硅氧烷:單甲基類硅氧烷，如二甲基二硅氧烷CAS#63148-62_9，六甲基二硅氧烷CAS: 107-46-0，或其聚合物，如聚二甲基硅氧烷CAS9016-00-6 ；
[0013]丙烯酸長鏈酯以丙烯酸十六酯(HA)或者丙烯酸十八酯(ODA)為主，配合有親水單體的丙烯酸(AA)或者甲基丙烯酸(MAA)縮聚長鏈，摩爾比控制在1.8~2.2:1。
[0014]淀粉衍生物:指酸性改性羥丙基淀粉或羥乙基淀粉，如羥丙基淀粉磷酸酯。
[0015]作為優(yōu)選，所述乙烯一乙酸乙烯酯乳液的含固量為4(T60(wt)%。
[0016]再優(yōu)選，所述聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量濃度為8~12%，PVA使用醇解度≥88%，如臺(tái)灣長春CCP BP24, BP 17，日本可樂麗PVA217及其他PVA2488或者PVA1788。
[0017]最后，所述粘結(jié)增強(qiáng)劑優(yōu)選為碳酸鈣和高嶺土，其中碳酸鈣31份質(zhì)量份數(shù)，高齡土 31份質(zhì)量份數(shù)。
[0018]本發(fā)明解決上述第二個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種快干白膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
[0019]1)按以下組分的質(zhì)量份數(shù)進(jìn)行稱量配料:
[0020]含固量為40~60 (wt)%的乙烯一乙酸乙烯酯乳液3~10份；
[0021]質(zhì)量濃度為8~12%的聚乙烯醇水溶液5~10份；
[0022]碳酸鈣3~8份；
[0023]高齡土 3~8份；
[0024]淀粉衍生物1.5~2.5份；
[0025]有機(jī)硅氧烷3飛份；
[0026]聚丙烯酸長鏈酯4.5^7.5份，
[0027]醋酸乙烯酯8~12份；
[0028]2)首先合成改性共聚PVAc:先在反應(yīng)釜中加入聚乙烯醇水溶液作為膠體保護(hù)劑，加入規(guī)定份量的醋酸乙烯酯，然后加入淀粉衍生物進(jìn)行溶解，攪拌25~30分鐘，再邊攪拌邊加入有機(jī)硅氧烷和聚丙烯酸長鏈酯，密封反應(yīng)釜，升溫到8(T85°C，給反應(yīng)釜加大于>4.5kg/平方厘米的壓力，攪拌時(shí)間3~4小時(shí)，抽樣觀察顏色均勻乳白色，攪拌離心1100^1300轉(zhuǎn)/min 14~16分鐘，無乳液分離，則共聚完成；
[0029]3)然后邊攪拌邊加入事先配好的乙烯一乙酸乙烯酯乳液，控制溫度不低于90°C，攪拌時(shí)間為60-90分鐘，混合均勻；
[0030]4)接著邊攪拌邊關(guān)閉蒸汽，使混和液溫度降至55飛5°C，恢復(fù)常壓，攪拌反應(yīng)30-40分鐘；再在混和液中邊攪拌邊加入配好的碳酸鈣和高齡土，攪拌20-30分鐘，使其均勻；
[0031]5)最后消泡至膠液為無氣泡均勻白色液體，即可出料灌裝。
[0032]作為改進(jìn)，所述步驟5)的消泡是采用靜置消泡6~10小時(shí)，或減壓到低于-0.08MPa,脫氣1.5~2.5小時(shí)。
[0033]最后，所述淀粉衍生物采用羥丙基淀粉磷酸酯，CAS#113894-92-1 ;有機(jī)硅氧烷采用六甲基二硅氧烷CAS: 107-46-0 ;聚丙烯酸長鏈酯采用丙烯酸十六酯(HA)和丙烯酸(AA) 2:1摩爾比聚合；聚乙烯醇采用臺(tái)灣長春CCP BP24, BP17,日本可樂麗PVA217及其他PVA2488，PVA1788。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:以聚乙烯醇水溶液為膠體保護(hù)劑，以有機(jī)硅、丙烯酸酯進(jìn)行改性制得改性共聚PVAc，本發(fā)明制備工藝簡單，易操作，制得的白膠具有干化快、抗沖擊強(qiáng)、耐水、抗凍能力強(qiáng)的特點(diǎn)，且氣味小、無毒無害、環(huán)保性高，在各項(xiàng)性能上已達(dá)到國外同類先進(jìn)水平，但成本只有其1/2~1/3。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0036]實(shí)施例一
[0037]本實(shí)施例的快干抗低溫白膠其配方的基本組成為:
[0038]a、含固量為3(T45wt%的淀粉衍生物、有機(jī)硅氧烷、丙烯酸長鏈酯改性共聚PVAc:25 ;其中改性PVA是用羥丙基磷酸雙淀粉CAS#:53124-00-8及六甲基二硅氧烷CAS: 107-46-0和丙烯酸十六酯(HA)和丙烯酸(AA) 2:1摩爾比聚合物改性PVAc ；
[0039]b、含固量為4(T60wt%的乙烯一乙酸乙烯酯乳液(EVA):7 ；
[0040]C、重量濃度為8~12%的聚乙烯醇(臺(tái)灣長春CCP BP24)水溶液(PVA):10 ；
[0041]d、碳酸鈣:3 ;
[0042]齡土:8 ；
[0043]采用質(zhì)量比；
[0044]上述快干抗低溫白膠的制作方法，依次包括以下步驟:
[0045]1、在反應(yīng)釜中加重量濃度為8~12%的聚乙烯醇(臺(tái)灣長春CCP BP24)水溶液(PVA)約 10 份，
[0046]I1、加入規(guī)定份量約12份的醋酸乙烯酯，然后加入約2份淀粉衍生物進(jìn)行溶解，攪拌30分鐘，再邊攪拌邊加入約5份有基硅氧烷和約6份丙烯酸長鏈酯，密封反應(yīng)釜，升溫到80-85°C，給反應(yīng)釜加大于5kg/平方厘米的壓力，攪拌時(shí)間3小時(shí)，抽樣觀察顏色均勻乳白色，攪拌離心1200轉(zhuǎn)/min，15分鐘，無乳液分離，其和醋酸乙烯共聚完成。
[0047]II1、然后邊攪拌邊加入事先已配比好的約7份EVA，控制溫度95°C，攪拌時(shí)間為90分鐘，混合均勻；
[0048]IV、接著是邊攪拌邊關(guān)閉蒸汽，使混和液升溫降至60°C，恢復(fù)到Iatm.，攪拌反應(yīng)35分鐘；
[0049]V、然后再在混和液中邊攪拌邊加入配比好的約3份碳酸鈣和約8份高齡土，攪拌時(shí)間為20分鐘，使其攪拌均勻；
[0050]V1、靜置消泡8小時(shí)，或減壓到低于-0.08MPa,脫氣2小時(shí)，至膠液為無氣泡均勻白色液體，出料灌裝。
[0051]實(shí)施例二
[0052]本實(shí)施例的快干抗低溫白膠其配方的基本組成為:
[0053]a、含固量為30~45wt%的改性共聚PVAc:17 ;。 [0054]b、含固量為4(T60wt%的乙烯一乙酸乙烯酯乳液(EVA):3 ；
[0055]C、重量濃度為8~12%的聚乙烯醇(日本可樂麗PVA217)水溶液(PVA):5 ；
[0056]d、碳酸鈣:8 ；[0057]e、高齡土:3
[0058]上述制作方法，依次包括以下步驟:
[0059]1、在反應(yīng)釜中加重量濃度為8~12%的聚乙烯醇(日本可樂麗PVA217)水溶液(PVA)約5份，
[0060]I1、再加入規(guī)定份量的8份醋酸乙烯酯，然后加入1.5份淀粉衍生物(羥丙基淀粉磷酸酯)進(jìn)行溶解，攪拌30分鐘，再邊攪拌邊加入3份有基硅氧烷(六甲基二硅氧烷CAS#:107-46-0)和4.5份丙烯酸長鏈酯(丙烯酸十八酯(ODA)和丙烯酸(AA)的2:1摩爾比聚合物)，密封反應(yīng)釜，加溫度升到80-85°C，給反應(yīng)釜加大于5kg/平方厘米的壓力，攪拌時(shí)間4小時(shí)，使其和醋酸乙烯共聚。
[0061]II1、然后邊攪拌邊加入事先已配比好的3份EVA，控制溫度92度，攪拌時(shí)間為60分鐘，混合均勻；
[0062]IV、接著是邊攪拌邊關(guān)閉蒸汽，使混和液升溫降至60°C，恢復(fù)到Iatm.攪拌反應(yīng)30分鐘；
[0063]V、然后再在混和液中邊攪拌邊加入配比好的8份的碳酸鈣和3份的高齡土，攪拌時(shí)間為約30分鐘，使其攪拌均勻；
[0064]V1、靜置消泡8小時(shí)，或減壓到低于-0.08MPa,脫氣2小時(shí)，至膠液為無氣泡均勻白色液體，出料灌裝。
[0065]以下對(duì)本發(fā)明的快干白膠的性能作進(jìn)一步說明，
[0066]本發(fā)明的白膠是一種PVA和改性PVAc的組合物，產(chǎn)品采用水溶性體系，可以按濃度加水調(diào)節(jié)，具有氣味小，環(huán)保性高的特點(diǎn)。
[0067]本白膠采用PVAc的改性，四元共聚，利用添加一定比例的淀粉衍生物是的白膠對(duì)紙張，木材等材料的黏接能力大大提高。
[0068]采用有基硅氧烷改善PVAc的溫敏性能，使得白膠的耐侯能力加強(qiáng)，適應(yīng)低溫環(huán)境使用。干后在一 20°C的環(huán)境，成膜白膠不會(huì)脆化。
[0069]丙烯酸長鏈酯改變了其表面特性，增加了其干化速度和耐水能力。成膜白膠期間成干化后在50°C水中浸泡測試，72小時(shí)不膨脹，脫落！
[0070]技術(shù)上涉及用聚乙烯醇水溶液為膠體保護(hù)劑，有機(jī)硅、丙烯酸酯序列結(jié)構(gòu)控制，淀粉接枝率控制。
[0071]本白膠用碳酸鈣與高嶺土為粘結(jié)增強(qiáng)劑，用量分別3 - 8%，使得產(chǎn)品的粘性適合，產(chǎn)品的粘度適中，方便白膠的施工涂布。本白膠:可在_5°C至40°C環(huán)境中用于粘貼各種紙張，木材。
[0072]產(chǎn)品水性材料，不可燃燒，即使附近物品燃燒，產(chǎn)品受熱也不會(huì)釋放出有害物質(zhì)，可以使用常規(guī)用的水，干粉，二氧化碳，泡沫滅火器滅火。
[0073]產(chǎn)品在干化后的外觀狀況和普通白膠相近，收縮不明顯。
[0074]主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):
[0075]自交聯(lián)型乙酸乙烯酯乳液，乳白色乳液，固含量:35-45%;機(jī)械穩(wěn)定性:好；PH值:4~7。生產(chǎn)預(yù)計(jì)最大產(chǎn)量20T/月，需要提供1000L反應(yīng)釜兩個(gè)，500L反應(yīng)釜I個(gè)，攪拌混合機(jī)I臺(tái)，操作工人3-5人，場地面積300-400平方米，高4米，局部高5-6米。設(shè)備投資約20萬元，其它費(fèi)用約3萬元。預(yù)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益分析:原材料成本4000-9000元/噸，每噸利潤25000-35000 元。 [0076]品質(zhì)狀況:固含>35%，PH4-6，抗凍性能-50~60°C，干燥時(shí)間<20min。采用水性環(huán)保體系，無有機(jī)有害溶劑，符合相關(guān)環(huán)保要求。
【權(quán)利要求】
1.一種快干白膠，其特征在于包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分: 改性共聚PVAc 15~25份； 乙烯一乙酸乙烯酯乳液3~10份； 聚乙烯醇水溶液，5~10份； 粘結(jié)增強(qiáng)劑6~16份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快干白膠，其特征在于所述改性共聚PVAc的含固量為3(T45(wt)%，是采用有機(jī)硅氧烷、丙烯酸長鏈酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯共聚得到的，其中有機(jī)硅氧烷、丙烯酸長鏈酯、淀粉衍生物和醋酸乙烯酯的質(zhì)量比為:3~5:4.5^7.5:1.5~2.5:8~12。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快干白膠，其特征在于所述有機(jī)硅氧烷采用單甲基類硅氧烷，如二甲基二硅氧烷CAS#63148-62-9，六甲基二硅氧烷CAS: 107_46_0，或其聚合物，如聚二甲基硅氧烷CAS9016-00-6 ;丙烯酸長鏈酯以丙烯酸十六酯(HA)或者丙烯酸十八酯(ODA)為主，配合有親水單體的丙烯酸(AA)或者甲基丙烯酸(MAA)縮聚長鏈，摩爾比1.8~2.2:1 ;淀粉衍生物指酸性改性羥丙基淀粉或羥乙基淀粉，如羥丙基淀粉磷酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快干白膠，其特征在于所述乙烯一乙酸乙烯酯乳液的含固量為 40~60 (wt)%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快干白膠，其特征在于所述聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量濃度為8~12%，PVA使用醇解度≥88%，選用臺(tái)灣長春CCP BP24, BP17,日本可樂麗PVA217，其他PVA2488 或者 PVA1788。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快干白膠，其特征在于所述粘結(jié)增強(qiáng)劑為碳酸鈣和高嶺土，其中碳酸鈣31份質(zhì)量份數(shù)，高齡土 31份質(zhì)量份數(shù)。
7.一種快干白膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟: O按以下組分的質(zhì)量份數(shù)進(jìn)行稱量配料: 含固量為40~60 (wt) %的乙烯一乙酸乙烯酯乳液3~10份； 質(zhì)量濃度為8~12%的聚乙烯醇水溶液5~10份； 碳酸鈣31份； 高齡土 3~8份； 淀粉衍生物1.5^2.5份； 有機(jī)硅氧烷3~5份； 聚丙烯酸長鏈酯4.5^7.5份， 醋酸乙烯酯8~12份； 2)首先合成改性共聚PVAc:先在反應(yīng)釜中加入聚乙烯醇水溶液作為膠體保護(hù)劑，加入規(guī)定份量的醋酸乙烯酯，然后加入淀粉衍生物進(jìn)行溶解，攪拌25~30分鐘，再邊攪拌邊加入有機(jī)硅氧烷和聚丙烯酸長鏈酯，密封反應(yīng)釜，升溫到8(T85°C，給反應(yīng)釜加大于>4.5kg/平方厘米的壓力，攪拌時(shí)間3~4小時(shí)，抽樣觀察顏色均勻乳白色，攪拌離心1100-1300轉(zhuǎn)/min14~16分鐘，無乳液分離，則共聚完成； 3)然后邊攪拌邊加入事先配好的乙烯一乙酸乙烯酯乳液，控制溫度不低于90°C，攪拌時(shí)間為60-90分鐘，混合均勻； 4)接著邊攪拌邊關(guān)閉蒸汽，使混和液溫度降至55飛5°C，恢復(fù)常壓，攪拌反應(yīng)30-40分鐘；再在混和液中邊攪拌邊加入配好的碳酸鈣和高齡土，攪拌20-30分鐘，使其均勻； 5)最后消泡至膠液為無氣泡均勻白色液體，即可出料灌裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述步驟5)的消泡是采用靜置消泡6^10小時(shí)，或減壓到低于-0.08MPa，脫氣1.5^2.5小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述淀粉衍生物采用羥丙基淀粉磷酸酯，CAS#113894-92-1 ;有機(jī)硅氧烷采用六甲基二硅氧烷CAS: 107-46-0 ;聚丙烯酸長鏈酯采用丙烯酸十六酯(HA)和丙烯酸(AA) 2:1摩爾比聚合；聚乙烯醇采用臺(tái)灣長春CCPBP24, BP17,日本可樂麗 PVA217、其他 PVA2488 或者 PVA1788。
【文檔編號(hào)】C09J11/08GK103834333SQ201210487318
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】錢小華 申請(qǐng)人:寧波百仕高聯(lián)合工業(yè)有限公司