[发明专利]一种高耐水性无醛环保型木材胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属高分子材料制备领域，主要涉及一种新型高耐水性无醛环保型胶粘剂及其制备方法。具体地，该胶粘剂是一种聚醋酸乙烯酯共聚乳液。

背景技术

聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液俗称“白乳胶”，广泛应用于建筑涂料、木材粘合、纸张加工、纺织印染、水泥改性、玻纤加工、以及家庭装潢等众多领域。聚醋酸乙烯醋乳液制造成本相对低廉，聚合工艺较为简单、无毒、无味、无臭、无色透明，并且具有良好的粘接、耐光、不易老化等性能。作为一种水基型胶粘剂，它较溶剂型胶粘剂具有绿色、环保的特点和优势；然而，PVAc一般也存在着耐水性差、抗热蠕变性差等缺点。

聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液在聚合反应中常加入保护胶体以控制其胶粒的尺寸和分布，同时也可提高其稳定性。保护胶体能在乳胶粒表面形成保护层以防止粒子团聚；与普通乳化剂相比，保护胶体还能够提高乳液胶膜的强度。常规方法合成的白乳胶，一般通过聚乙烯醇或者醛类改性聚乙烯醇作为保护胶体，该类胶粘剂或存在耐水较差或含有甲醛(导致毒性)等缺点。这些缺陷的存在大大限制了白乳胶的应用范围，为此，本公司针对普通白乳胶存在的不足，以聚乙烯醇为主要原料，在综合考察其性能和成本的基础上，研发出了一系列新型的改性聚乙烯醇保护胶体(专利申请号为：201410847358.8)，克服了常规白乳胶耐水性差或存在毒性等不足。

由于氟元素本身的特殊性质，决定了含氟聚合物卓越的性能。普通的碳氢链与含氟链段之间存在着强烈的极性差异。在热力学驱动力作用下，含氟基团呈现出强烈的向空气-聚合物界面吸附聚集的趋势，所以在碳氟键的作用下，含氟聚合物都具有较强的疏水特性，其相分离程度取决于相表面扩散部分与分子主链表面自由能差异的程度。并且，当含氟聚合物的热处理温度高于其玻璃化转变温度时，含氟基团向界面的运动将会更快；当聚合物表面富集的含氟基团达到最大值时，聚合物涂膜的接触角也会达到最高值。

随着PVAc乳液在高档家具、汽车内饰、汽车篷布等行业的广泛应用，人们对其耐水性、耐热性、无毒环保性等都有了更高的要求。传统PVAc均聚乳液的最大缺点是乳液所成的胶膜耐水性差，特别是耐热水的性能差，因此，开发一种具有良好耐水性、环保无毒的胶粘剂非常有必要。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种单组分、无醛、符合II类胶合板耐水标准的环保型木材胶粘剂，以克服目前市场上现有的聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液耐水性差、含有甲醛、苯类或者异氰酸酯等有毒物质的缺陷。本发明通过添加改性聚乙烯醇(PVA)作为保护胶体来提高其耐水性能；通过醋酸乙烯-乙烯共聚树脂和苯乙烯作为核壳乳液中核层来提高其机械性能；通过加入羰基类烯丙酯和含氟丙烯酸酯等官能化单体来提高聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液耐水性和胶结强度；通过加入丙三醇来改善乳液的低温成膜特性，同时还改善其抗冻性能，以增加白乳胶低温柔韧性。

本发明所采用的原料如下:

醋酸乙烯酯40-70份

苯乙烯1-4份

醋酸乙烯-乙烯共聚树脂 1-4份

改性PVA 5-15份

羰基类烯丙酯5-15份

含氟丙烯酸酯1-6份

乳化剂1-3份

引发剂0.5-2份

超纯水10-30份

磷酸三丁酯1-3份

丙三醇1-5份

具体地，所述醋酸乙烯-乙烯共聚树脂和所述苯乙烯作为核壳乳液中核层，所述醋酸乙烯-乙烯共聚树脂和所述苯乙烯按重量份进行配比为3～5：1～2，所述醋酸乙烯-乙烯共聚树脂具有耐低温性能和耐水性，所述苯乙烯提供坚硬内核。

进一步地，所述醋酸乙烯-乙烯共聚树脂中醋酸乙烯基团的含量为10％～35％，优选15％～20％。

具体地，所述改性PVA可以为缩醛化聚乙烯醇，烷基化聚乙烯醇，β酮脂酰聚乙烯醇化合物，酯化改性聚乙烯醇中的一种或者多种；所述改性PVA主要起保护剂作用，并进一步提高耐水性。

进一步地，所述含氟丙烯酸酯可以为甲基丙烯酸十二氟庚酯，偏氟乙烯，丙烯酸三氟乙酯，N-乙基全氟辛基磺酰胺基乙基丙烯酸酯，1,1,1,3,3,3-六氟异丙基丙烯酸酯，1,1,2,2-四氢全氟己基甲基丙烯酸酯，1H,1H-全氟丙基甲基丙烯酸酯，2-(全氟丁基)乙基丙烯酸酯，，二十九氟十六醇丙烯酸酯，(2H-全氟丙基)-2-丙烯酸酯，全氟环己基)甲基丙烯酸酯，2,2,3,3,3-五氟丙基丙烯酸酯中的一种或者多种，所述含氟丙烯酸酯主要起到提高耐水性以及化学稳定性作用。