專利名稱：高強力白乳膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑用高分子聚合物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種建筑用高強力白乳膠以及該種乳膠的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有建筑用白乳膠是醋酸乙烯酯的乳液聚合物，呈白色或乳白色粘稠狀液體，故稱白乳膠。它的生產(chǎn)原料主要有醋酸乙烯酯，水，引發(fā)劑，乳化劑，保護膠體，PH值及分子量調(diào)節(jié)劑，增塑劑等。但是在醋酸乙烯單體和聚乙烯醇聚合制備白乳膠的過程中，用過氧化氫等作為引發(fā)劑時，聚合時間長達到6-8小時，聚合溫度需要嚴(yán)格控制在75-78℃。聚合時間較長，同時要求的聚合溫度范圍很窄，難以控制。由于反應(yīng)溫度苛刻，難以控制，最終的白乳膠中會存在部分未反應(yīng)單體和其它原料單體，影響白乳膠的粘結(jié)強度，同時該有機單體的存在還會致使白乳膠無法達到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
另外，因為現(xiàn)有白乳膠的原料多為溶劑性產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中“三廢”排放很大，嚴(yán)重影響工作人員的身體健康，也會對環(huán)境造成極大的污染；現(xiàn)有白乳膠產(chǎn)品因為聚合溫度要求苛刻，相應(yīng)對反應(yīng)設(shè)備的要求條件較高，原料的配比范圍也比較苛刻，這會造成設(shè)備投資較大、產(chǎn)品質(zhì)量不容易控制，保質(zhì)期較短。現(xiàn)有的白乳膠只能用于木材粘接，而相應(yīng)的木地板粘接、材拼板、棉紡布與皮革的粘接、皮革的粘接都需要生產(chǎn)與之匹配的產(chǎn)品。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種高強力白乳膠及其制備方法，它具有粘結(jié)強度高、原料來源廣、同時制備工藝簡單的環(huán)保型高強力白乳膠及其制備方法，其生產(chǎn)成本低、抗凍性能更強，應(yīng)用范圍較為廣泛。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種高強力白乳膠，為醋酸乙烯酯的乳液聚合物，其特征在于它包括如下重量配比的原料制備而成聚乙烯醇4～6醋酸乙烯18～36OP-10 0.1～0.310％的過硫酸銨溶液 0.8～1.5碳酸氫鈉0.1～0.22-乙氧乙基醋酸脂0.6～1.2鄰苯二甲酸二丁脂3～5乙二醇 0.08～0.15水 50～75所述聚乙烯醇包括聚乙烯醇17-88型、聚乙烯醇17-99型或聚乙烯醇20-99型。
所述的10％的過硫酸銨溶液可用10％的過硫酸鈉溶液替代。
所述原料組分還包括1.0～1.5重量配比的卡松。
所述高強力白乳膠是由如下重量配比的原料制備而成聚乙烯醇17-88型 4～6醋酸乙烯18～36OP-10 0.210％的過硫酸銨溶液 1.2碳酸氫鈉0.152-乙氧乙基醋酸脂1.0鄰苯二甲酸二丁脂4.0乙二醇 0.1卡松1.2水 50～75上述高強力白乳膠的制備方法，其特征在于制備步驟如下(1)首先將部分或全部水、乙二醇加入反應(yīng)器，啟動攪拌并加入聚乙烯醇，加熱至80-95℃，使聚乙烯醇完全溶解；(2)再加入OP-10，降溫至60-65℃，然后滴加入醋酸乙烯，并加入部分引發(fā)劑過硫酸銨溶液，控制聚合溫度70-80℃進行聚合反應(yīng)，其間分批次加入剩余的部分過硫酸銨溶液，醋酸乙烯滴加完畢后，一次性加入剩余的過硫酸銨溶液，最后控溫至85℃-90℃保持0.5-1.0小時；(3)冷卻至45-55℃，加入碳酸氫鈉或剩余水配制的碳酸氫鈉溶液、2-乙氧乙基醋酸脂、鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌均勻，得到該高強力白乳膠。
所述步驟(2)中滴加入醋酸乙烯后，先加入總量30％的過硫酸銨溶液，然后再反應(yīng)過程中分批次的加入總量60％的過硫酸銨溶液，待醋酸乙烯滴加完畢后，再一次加入剩余10％的過硫酸銨溶液。
改制備方法中所述的聚乙烯醇包括聚乙烯醇17-88型、聚乙烯醇17-99型或聚乙烯醇20-99型；所述的10％的過硫酸銨溶液可用10％的過硫酸鈉溶液替代。
所述步驟(3)中冷卻至45-55℃后，還可加入1.0～1.5重量配比的卡松。
所述步驟(3)中冷卻至45-55℃后，各原料的依次加入順序為碳酸氫鈉、2-乙氧乙基醋酸脂和鄰苯二甲酸二丁脂。
該高強力白乳膠以聚乙烯醇和醋酸乙烯作為主要反應(yīng)單體，采用OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚)作為分散劑，在過硫酸銨或過硫酸鈉等過硫酸鹽作引發(fā)劑的條件下，進行較寬溫度范圍內(nèi)的聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)過程比較穩(wěn)定，引發(fā)聚合后，在70℃的溫度下仍能進行聚合反應(yīng)，反應(yīng)速度也不會明顯降低。在80℃的溫度下，聚合反應(yīng)比較溫和，不會發(fā)生暴聚，因此最終得到的聚合物乳液中單體含量非常低，粘結(jié)力不會受到單體的硬性，同時又能符合并超過國家規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
該高強力白乳膠所采用的原料均為產(chǎn)量龐大的常規(guī)化工原料，其中鄰苯二甲酸二丁脂是常用的增塑劑，再這里也可以用鄰苯二甲酸二辛脂代替。卡松系國際上公認(rèn)的安全、高效、廣譜性日化品限用防腐劑，國外商品名稱“KATHONCG”(卡松和凱松)，其活性份為異噻唑啉酮類化合物，結(jié)構(gòu)為2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，不含任何重金屬，能有效的抑制和滅除菌類和各種微生物。
該高強力白乳膠的聚合反應(yīng)以水為介質(zhì)，不含甲醛以及其他有害物質(zhì)，不燃、無刺激性味道，無毒無害，安全環(huán)保；各種原料的配比可控范圍較大，工藝容易掌握，生產(chǎn)過程在安全壓力下操作，產(chǎn)品質(zhì)量容易控制，產(chǎn)品成本可以靈活控制。在加入了防霉劑和乳化劑后，該白乳膠能以任意比例與其它水性膠液相混溶，不沉淀、不分層，沒有凝膠等不良現(xiàn)象，保質(zhì)期可達12個月以上，是傳統(tǒng)白乳膠的2倍。由于加入了抗凍劑乙二醇，明顯提高了其耐低溫性能，另外該白乳膠在干燥后，成膜后膜層結(jié)構(gòu)致密，能有效阻止水分的滲入，耐水性能大大提高。
本發(fā)明的有益效果在于，該高強力白乳膠以聚乙醇為保護膠體，以醋酸乙烯為聚合單體，過硫酸鹽為引發(fā)劑，通過乳液聚合而成，聚合的膠粒大小均勻，初粘力好；在加入了增朔劑后能防止其脆性并增加韌性；該白乳膠能較好的粘接皮革；可廣泛的應(yīng)用于木材拼板，木材粘接，人造板加工，紙箱粘接，纖維皮革粘接，紙制品，紡織及各種涂料的生產(chǎn)。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
實施例1按如下重量取各原料聚乙烯醇17-88型5kg醋酸乙烯 24kgOP-100.2kg10％的過硫酸銨溶液 1.2kg 碳酸氫鈉 0.15kg 2-乙氧乙基醋酸脂 1.0kg鄰苯二甲酸二丁脂 4.0kg 乙二醇 0.1kg 卡松 1.2kg水 60kg采用上述原料進行白乳膠的制備，制備方法如下首先將50kg的水及0.1kg乙二醇加入反應(yīng)器中，啟動攪拌裝置并加入5kg17-88型聚乙烯醇，加熱至90℃，使聚乙烯醇完全溶解形成透明溶液；再加入0.2kg非離子表面活性劑OP-10，攪拌均勻并降溫至60-65℃；然后向反應(yīng)器內(nèi)滴加醋酸乙烯，并加入0.36kg的引發(fā)劑過硫酸銨溶液，同時控制聚合溫度在70-80℃之間，聚合時間6小時，其間每隔半小時加入總量5％的過硫酸銨溶液，待醋酸乙烯滴加完畢后，一次性加入剩余的過硫酸銨溶液，并控溫至85℃-90℃保持30分鐘；將反應(yīng)物冷卻至50℃，依次加入10kg水和0.15kg碳酸氫鈉配制的溶液、1.0kg 2-乙氧乙基醋酸脂、4.0kg鄰苯二甲酸二丁酯和1.2kg卡松，攪拌均勻，冷卻至40℃以下，出品包裝，即可得到該高強力白乳膠。
該高強力白乳膠成品為白色乳狀物，聞不到刺激性氣味，膠粒比較均勻，能以任意比例與其它水性膠液相混溶。保存12個月后不沉淀、不分層，沒有凝膠等不良現(xiàn)象，可用于木材拼板，木材粘接，人造板加工，紙箱粘接，纖維皮革粘接，紙制品的粘接，初始粘接力均高于普通白乳膠。零下5℃低溫不會凝固。
實施例2按如下重量取各原料
聚乙烯醇17-88型6kg醋酸乙烯 18kgOP-100.1kg10％的過硫酸銨溶液 1.5kg 碳酸氫鈉 0.20kg 2-乙氧乙基醋酸脂 1.2kg鄰苯二甲酸二丁脂 3.0kg 乙二醇 0.08kg 卡松 1.5kg水 75kg采用上述原料進行白乳膠的制備，制備方法如下首先將75kg的水及0.08kg乙二醇加入反應(yīng)器中，啟動攪拌裝置以60轉(zhuǎn)/分的速度攪拌，并加入6kg17-88型聚乙烯醇，加熱至80℃，使聚乙烯醇完全溶解形成透明溶液；再加入0.1kg非離子表面活性劑OP-10，攪拌均勻并降溫至60-65℃；然后向反應(yīng)器內(nèi)滴加醋酸乙烯，滴加時間為6小時左右，并加入0.40kg的引發(fā)劑過硫酸銨溶液，同時控制聚合溫度在70-80℃之間，聚合時間6小時，其間每隔1小時加入總量0.1kg的過硫酸銨溶液，待醋酸乙烯滴加完畢后，一次性加入剩余的0.5kg過硫酸銨溶液，并控溫至85℃-90℃保持1小時；將反應(yīng)物冷卻至55℃，依次加入0.20kg碳酸氫鈉、1.2kg 2-乙氧乙基醋酸脂、3.0kg鄰苯二甲酸二丁酯和1.5kg卡松，攪拌均勻，冷卻至40℃以下，出品包裝，即可得到該高強力白乳膠。
該高強力白乳膠成品為白色乳狀物，聞不到任何刺激性氣味，膠粒比較均勻，能以任意比例與其它水性膠液相混溶。保存12個月后不沉淀、不分層，沒有凝膠等不良現(xiàn)象，可用于木材拼板，木材粘接，人造板加工，紙箱粘接，纖維皮革粘接，紙制品的粘接，初始粘接力均高于普通白乳膠。零下5℃低溫不會凝固。
實施例3按如下重量取各原料聚乙烯醇17-99型4kg醋酸乙烯 36kgOP-100.3kg10％的過硫酸鈉溶液 0.8kg 碳酸氫鈉 0.10kg 2-乙氧乙基醋酸脂 0.6kg鄰苯二甲酸二辛脂 5.0kg 乙二醇 0.15kg 水 50kg采用上述原料進行白乳膠的制備，制備方法同實施例1，最后得到乳白色高強力白乳膠。
權(quán)利要求
1.一種高強力白乳膠，為醋酸乙烯酯的乳液聚合物，其特征在于它包括如下重量配比的原料制備而成聚乙烯醇 4～6醋酸乙烯 18～36OP-10 0.1～0.310％的過硫酸銨溶液0.8～1.5碳酸氫鈉 0.1～0.22-乙氧乙基醋酸脂 0.6～1.2鄰苯二甲酸二丁脂 3～5乙二醇0.08～0.15水50～75
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強力白乳膠，其特征在于，所述聚乙烯醇包括聚乙烯醇17-88型、聚乙烯醇17-99型或聚乙烯醇20-99型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強力白乳膠，其特征在于，所述的10％的過硫酸銨溶液可用10％的過硫酸鈉溶液替代。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強力白乳膠，其特征在于，所述原料組分還包括1.0～1.5重量配比的卡松。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強力白乳膠，其特征在于，所述高強力白乳膠是由如下重量配比的原料制備而成聚乙烯醇17-88型4～6醋酸乙烯 18～36OP-10 0.210％的過硫酸銨溶液 1.2碳酸氫鈉 0.152-乙氧乙基醋酸脂 1.0鄰苯二甲酸二丁脂 4.0乙二醇 0.1卡松 1.2水 50～75
6.權(quán)利要求1所述的高強力白乳膠的制備方法，其特征在于制備步驟如下(1)首先將部分或全部水、乙二醇加入反應(yīng)器，啟動攪拌并加入聚乙烯醇，加熱至80-95℃，使聚乙烯醇完全溶解；(2)再加入OP-10，降溫至60-65℃，然后滴加入醋酸乙烯，并加入部分引發(fā)劑過硫酸銨溶液，控制聚合溫度70-80℃進行聚合反應(yīng)，其間分批次加入剩余的部分過硫酸銨溶液，醋酸乙烯滴加完畢后，一次性加入剩余的過硫酸銨溶液，最后控溫至85℃-90℃保持0.5-1.0小時；(3)冷卻至45-55℃，加入碳酸氫鈉或剩余水配制的碳酸氫鈉溶液、2-乙氧乙基醋酸脂、鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌均勻，得到該高強力白乳膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強力白乳膠的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中滴加入醋酸乙烯后，先加入總量30％的過硫酸銨溶液，然后再反應(yīng)過程中分批次的加入總量60％的過硫酸銨溶液，待醋酸乙烯滴加完畢后，再一次加入剩余10％的過硫酸銨溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強力白乳膠的制備方法，其特征在于所述的聚乙烯醇包括聚乙烯醇17-88型、聚乙烯醇17-99型或聚乙烯醇20-99型；所述的10％的過硫酸銨溶液可用10％的過硫酸鈉溶液替代。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強力白乳膠的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中冷卻至45-55℃后，還可加入1.0～1.5重量配比的卡松。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強力白乳膠的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中冷卻至45-55℃后，各原料的依次加入順序為碳酸氫鈉、2-乙氧乙基醋酸脂和鄰苯二甲酸二丁脂。
全文摘要
一種高強力白乳膠，為醋酸乙烯酯的乳液聚合物，其特征在于它包括如下重量配比的原料制備而成聚乙烯醇4～6、醋酸乙烯18～36、OP－10 0.1～0.3、10％的過硫酸銨溶液0.8～1.5、碳酸氫鈉0.1～0.2、2－乙氧乙基醋酸脂0.6～1.2、鄰苯二甲酸二丁脂3～5、乙二醇0.08～0.15、水50～75。本發(fā)明還提供了該白乳膠的制備方法。該高強力白乳膠以聚乙醇為保護膠體，以醋酸乙烯為聚合單體，過硫酸鹽為引發(fā)劑，通過乳液聚合而成，聚合的膠粒大小均勻，初粘力好；在加入了增朔劑后能防止其脆性并增加韌性；該白乳膠能較好的粘接皮革；可廣泛的應(yīng)用于木材拼板，木材粘接，人造板加工，紙箱粘接，纖維皮革粘接，紙制品，紡織及各種涂料的生產(chǎn)。
文檔編號C09D131/04GK101077901SQ200710086659
公開日2007年11月28日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者宋連偉 申請人:宋連偉