聚乙酸乙烯酯乳液膠的改性

第15卷第1期木材工業(yè)2001年1月Vol. 15 No. 1CHINA WOOD INDUSTRYJanuary 2001哪用數術(shù)聚乙酸乙烯酯乳液膠的改性張求慧,吳瑞萱,韋錚,張得榮(北京林業(yè)大學(xué)森林工業(yè)學(xué)院，北京10083)摘要:本文介紹了用該改性乳液膠合的貼面膠合板的性能改性聚乙酸乙烯酯共聚乳液膠粘劑的聚合工藝。經(jīng)過(guò)改性的乳液膠具有良好的耐水性,達到并超過(guò)日本二類(lèi)特種合板標準,且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,原料易得,成本與普通乙酸乙烯酯均聚乳液接近,具有較強的實(shí)用性。關(guān)鍵詞:聚乙酸乙烯酯共聚乳液; 改性劑;耐水性中圖分類(lèi)號:TQ4334+ 33文獻標識碼:B文章蝙號:1001-8654(2001)01-0026-02Modification of Polyvinyl Acetate EmulsionZHANG Qiu-hui ,WU Rui- xuan, WEI Zheng ZHANG De-rong(College of Forest Products and Engineering, Beiing Forestry University, Beig 1008 )Abstract: This paper discusses the modification of polyvinyl acetate (PVAc) emulsion based onthe results of experiment and chose the optimun formula of the PVAc composition after the perfor-mance evaluation test of the PVAc emulsion. It was found that the modified PVAc showed exellntwater resistance and good properties of adhesive strength.Key words: PV Ac emulsion; Modifier ; Water resistance聚乙酸乙烯酯乳液膠粘劑具有價(jià)格低廉、易于生乳液聚合裝置500 mL四口瓶,300 mL冷卻產(chǎn)、粘接強度高、使用方便、無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn),所以器,200 mL滴液漏斗,100 C水銀溫度計,電動(dòng)攪拌廣泛應用于木材加工.書(shū)籍裝訂、紙袋、硬紙板加工、器,水浴鍋,加熱器。飲料杯、包封、折疊盒.多層復合裝運袋、標簽、箔制數字酸度計品薄膜與紙張轉移印花、香煙濾紙、絕緣材料、襯墊旋轉粘度計NDJ-1 型，上海天平儀器廠(chǎng)。材料、汽車(chē)內裝飾、皮革加工和瓷磚粘貼等。目前世界.光學(xué)顯微鏡XSE -109B型,寧波永新光學(xué)儀器上聚乙酸乙烯酯乳波膠的年產(chǎn)量已達到300萬(wàn)t,我有限公司。國的生產(chǎn)能力亦已達到近30萬(wàn)t的水平。電子天平FA1004 型,精確度0.0001 g,上海盡管聚乙酸乙烯酯乳液膠粘劑具有很明顯的優(yōu)天平儀器廠(chǎng)。勢,但同時(shí)也存在著(zhù)耐水性、耐熱性差,膠層易蠕變等1.2 試驗材料缺點(diǎn),影響了它的使用與發(fā)展。從50年代至今,國內乳膠制備用原料及規格見(jiàn)表1。外為改善其性能做了大量工作。本研究在總結前人研表1乳膠制備 用原料及規格Tab.1 Raw material and its specifications究成果的基礎.上,采用多元共聚的方法制成改性聚乙for modified PV Ac emulsion酸乙烯酯乳液膠粘劑,以期改善聚乙酸乙烯酯乳液原原料規格_有的性能,特別是乳液膠的耐水性。pH調節劑2分析純中國煤化工陰離子表面活性劑分析純1試驗部分TYHCN.MHGDBP)二鄰苯二甲酸二丁酯化于地(OP-10)改性劑單體A化學(xué)純1.1儀器設備蒸餾水改性劑單體B收稿日期:2000-05-29pH調節劑1第一作者:張求慧(1960-),女，北京林業(yè)大學(xué)森林工業(yè)學(xué)院副教授。注:改性劑單體A,B均為丙烯酸類(lèi),市售.萬(wàn)研數據第15卷第1期木材工業(yè)2001年1月壓板試驗用材料:及改性配方2,做放大試驗,同時(shí)做聚乙酸乙烯酯均楊木膠合板厚3.0 mm,規格1220 mmX 2440聚乳液的平行試驗,進(jìn)行對比。mm;1.5改性 乳液質(zhì)量指標檢測方法櫻桃木薄木厚0.5 mm,規格30 mmX 1200.按相應標準分別測試改性乳液1.改性乳液2及均聚乳液的如下指標:1.3試驗過(guò)程(1)外觀(guān)按GB 11175-89規定測試。1.3.1乳液制備根據前期準 備試驗,為了選擇(2)pH值按GB 8325規定測試。PVA單體及確定改性劑A、B的配比范圍、PVA-(3)粘度用NDJ-1型旋轉粘度計測定,測定溫1788及PVA-1799用量、陰離子表面活性劑取值范度為(30士0.5)C。圍.OP-10的取值范圍、過(guò)硫酸銨取值范圍,按正交(4)粒度樣品用適 量水稀釋后,用放大倍數為試驗表進(jìn)行改性乳膠制備預試驗。具體步驟如1600倍的光學(xué)顯微鏡觀(guān)察樣品微觀(guān)狀態(tài),目測乳液下:顆粒的直徑。①將水加入反應釜,開(kāi)動(dòng)攪拌器，緩慢加入(5)蒸發(fā)剩余物按 GB 11175-89規定測試。PVA,常溫下攪拌1 h后放置過(guò)夜。(6)膠層耐水性參照日本農林省 頒布的特殊合②攪拌放置過(guò)夜的溶液，并均勻升溫至(90士板標準(日本農林水產(chǎn)省告示第1099號,1997年)中2)C,保溫2h至PVA全部溶解。的二類(lèi)板標準進(jìn)行。將薄木貼面膠合板鋸制成規格為③降溫至50 C ,加入單體總量的15% ,攪拌3075 mm X 75 mm的試件,放在(70土3)C的水中浸漬min,再加入總量50%的引發(fā)劑溶液,攪拌乳化302 h,再在(60士3)C條件下干燥3 h,觀(guān)察試件邊緣膠min(本步驟的溫度需保持在50~55C)。層的脫膠情況。試樣邊緣同一層膠層間無(wú)連續25④緩慢升溫至75~80C。mm長(cháng)之脫膠痕跡者,或在同一膠接層及同- -邊緣⑤待回流減少,開(kāi)始向反應釜滴加單體,用引發(fā).上,有兩處以。上之脫膠痕跡,但總計長(cháng)度不超過(guò)25劑控制反應在78~80C ,約4~5 h滴完(每小時(shí)滴加mm者為合格?？偭康?%)。(7)表面結合強度參照GB/T 17656-1999 進(jìn)⑥單體加完,加入余下的引發(fā)劑,逐步升溫至90行。用環(huán)氧樹(shù)脂膠將規格為50 mmX 50 mm的貼面~95'C ,保溫30 min。膠合板試件.上下兩面分別與邊長(cháng)為50 mm,且開(kāi)有⑦冷卻至50C以下，加入pH調節劑,攪拌30溝槽的方形金屬塊粘接好,放置24 h后進(jìn)行抗拉測min后放料。試，記下破壞時(shí)的最大載荷。強度值達0. 4 N/mm2以1.3.2 壓板試驗將試驗用膠合板及刨切薄木裁成上者為合格。幅面為300 mm X 300 mm規格的小板,進(jìn)行貼面膠合板耐水性及強度性能的檢測,以考察改性乳膠的性2結果與討論能。壓板工藝參數根據正交試驗確定為:涂膠量2002.1測試結果(見(jiàn)表 2)。g/m2;陳放時(shí)間8min;熱壓溫度(85士5)C;熱壓壓2.2 討論力0. 75 MPa;熱壓時(shí)間1 min.2.2. 1乳化劑對乳液改性的影響 乳化劑是 聚合體1.4 配方配比確定 根據國家標準對乳液外觀(guān)、pH系中主要組成之一,在乳液聚合過(guò)程中起著(zhù)舉足輕重值、粒徑、粘度進(jìn)行測定;按照日本特種合板檢測標準的作用。合理選擇乳化劑的種類(lèi)和濃度將直接影響引及國標檢測,乳膠耐水性及膠合強度性能。根據預試發(fā)速率及鏈增長(cháng)速率,也會(huì )影響聚合物的分子量及驗制備乳液的質(zhì)量檢測結果選出合適的改性配方1分子量分布，影響與乳液性質(zhì)有關(guān)的膠粒濃度、表2改性聚乙酸乙烯酯乳液膠的性能Tab.2 Characteristic of modified PAVe emulsion編號改性劑轉化率.固體含量粒度中國煤化工合強度耐水性_m_均聚乳液0945. 041.2TYHCNMHG78全部剝離改性乳液1適量48. 301. 2547004.11. 332無(wú)改性乳液29644. 8914 2504.01. 268(下轉第30頁(yè))●27●January 2001CHINA WOOD INDUSTRYVol.15No.1.纖維產(chǎn)量提高后,要保證膠料的有效性,必須做幾個(gè)月正常生產(chǎn)已創(chuàng )純利190多萬(wàn)元。以年產(chǎn)量3萬(wàn)到干纖維料倉儲料不超過(guò)50%,同時(shí)用加快鋪裝速m3計,年純利就可完成600萬(wàn)元左右。在銷(xiāo)價(jià)下降幅度和裝板速度,來(lái)滿(mǎn)足縮短熱壓時(shí)間后的板坯和工藝度大于成本下降幅度的情況下,由于產(chǎn)品產(chǎn)量提高參數。增加1套葉片泵組后,4臺低壓大流量油泵同時(shí)30%以上,年純利仍然可增長(cháng)130多萬(wàn)元,效益顯著(zhù)。給蓄壓器打壓，能在極短時(shí)間內達到所需壓力,油泵停表3改造 前后中纖板產(chǎn)品成本分析機時(shí)間達140s左右，炸泵炸管現象基本消除。厚度規改Tab.3 Cost analysis of MDF production薄后板材剖面密度分布均勻,熱壓位置恰當。before and after transformation改造前改造后砂光機磨墊座整修、水平調節后,砂帶目數前后項目名稱(chēng)單價(jià)單耗單位成本單價(jià)單耗單位成本粗細搭配合理,不但減少了砂削量,且提高了產(chǎn)量,也元/1 1/m3 元/1 元/m3 1/m3元/m3基本解決了倒角、倒邊現象、表面光潔度亦有所提高。木質(zhì)原料175.6 1.8 316 180.2 1.72 310.10脈醛膠2451.20 182 218. 162.3產(chǎn)品產(chǎn) 量和質(zhì)量石蠟3.27 11363. 333(通過(guò)擴產(chǎn)改造并相應地加強技術(shù)管理后,現正常水0.5一1.60.80.43 1. 850.80日產(chǎn)量達到了95~105 m3 ,除5,6和8月無(wú)原料停產(chǎn)電0.42 282 118.44 0.419. 27011340.53 3. 7015040 3.112外,3月份完成了2 600 m3 ,4月份達到了2 650 m*,7工資及附加費103.月份完成了2 700 m*,9月份接近2 800 m'。折舊及修理費173. 76板的物理力學(xué)性能指標仍保持GB 1178- 89規定生產(chǎn)成本1080980. 06的80型-級品要求。但一次性砂光和檢驗合格率均達到了85%~92% ,入庫合格率提高到93%~94%。4結論對年產(chǎn)1.5萬(wàn)m'中纖板生產(chǎn)線(xiàn)的擴產(chǎn)改造,經(jīng)3產(chǎn)品成本和經(jīng)濟效益分析4個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)踐表明,年產(chǎn)量完全能達到3萬(wàn)m'，改造后工作制與改造前相同，總裝機容量略有減產(chǎn)量比改造前增長(cháng)30%以上,質(zhì)量穩定達標，提高了小(兩臺砂光機功率合計減小了126 kW),職工人數市場(chǎng)競爭力，經(jīng)濟效益提高顯著(zhù),一年內可收回改造由改造前的119人增到140人。改造后月產(chǎn)量可達投資.設備運行日趨正常,工藝技術(shù)更趨完善,職工技2 700 m3 ,平均成本下降到980元/m3左右(見(jiàn)表3)。術(shù)素質(zhì)進(jìn)一步提高,達到了投資少、見(jiàn)效快的目的。(上接第27頁(yè))乳膠粒的尺寸及尺寸分布等等。此外,還涉及到乳液體種改性劑起互補作用。從試驗數據可以看出,改性后系是否穩定，生產(chǎn)過(guò)程能否正常進(jìn)行,以及其后的儲存乳液的耐水性得到了很大的改善。按照日本農林省特及應用是否安全可靠,而且也關(guān)系到聚合物的成本。殊合板標準中的二類(lèi)產(chǎn)品標準的試驗結果來(lái)看,該膠本試驗選用的乳化劑為聚乙烯醇(PVA),常在的耐水性能極好,因而又按照日本特殊合板標準中一PVAc乳液膠制備時(shí)被采用.同時(shí)也兼作膠體保護類(lèi)產(chǎn)品標準試驗,雖然個(gè)別試件有脫膠現象,但平均劑。采用PVA的醇解度不同，乳化效果也不-樣。一均達 到合格標準?？梢?jiàn),改性劑A.B對乳液耐水性的般用作乳化劑的PVA的醇解度在85%以上,常用的提高起到了很大作用。有1788(88%).1799(99%)。其中PVA1788,因為親水性好,乳化效果好,形成的乳液穩定,但耐水性稍3結論差;而1799的乳化效果比1788要差,但耐水性相對1)通過(guò)添加改性劑A、B制得的改性聚乙酸乙烯較好，所以本試驗同時(shí)選用了1788 及1799兩種酯共聚乳液膠粘劑,具有良好的耐水性,達到并超過(guò)PVA,并根據需要按- -定的比率混合,從而達到了綜日本特種合板-二類(lèi)產(chǎn)品標準的要求。合二者優(yōu)勢的目的，同時(shí)在試驗中輔以陰離子乳化劑中國煤化工用量少，改性乳波的和非離子型乳化劑構成復合乳化劑,提高了引發(fā)率，成本已液接近。增強了乳化作用及穩定性。YHCNM H乳波的生產(chǎn)工藝與普2.2.2改性劑 A、B對乳液耐水性的影響改性劑通聚乙酸乙烯酯共聚乳液類(lèi)似.在工藝操作上不會(huì )增A、B的引入,主要目的是改善乳液的浸漬耐水性,兩加難度?！?0●