聚乙酸乙烯酯乳液胶的改性

第15卷第1期木材工业2001年1月Vol. 15 No. 1CHINA WOOD INDUSTRYJanuary 2001哪用数术聚乙酸乙烯酯乳液胶的改性张求慧,吴瑞萱,韦铮,张得荣(北京林业大学森林工业学院，北京10083)摘要:本文介绍了用该改性乳液胶合的贴面胶合板的性能改性聚乙酸乙烯酯共聚乳液胶粘剂的聚合工艺。经过改性的乳液胶具有良好的耐水性,达到并超过日本二类特种合板标准,且生产工艺简单,原料易得,成本与普通乙酸乙烯酯均聚乳液接近,具有较强的实用性。关键词:聚乙酸乙烯酯共聚乳液; 改性剂;耐水性中图分类号:TQ4334+ 33文献标识码:B文章蝙号: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聚乙酸乙烯酯乳液胶粘剂具有价格低廉、易于生乳液聚合装置500 mL四口瓶,300 mL冷却产、粘接强度高、使用方便、无环境污染等特点,所以器,200 mL滴液漏斗,100 C水银温度计,电动搅拌广泛应用于木材加工.书籍装订、纸袋、硬纸板加工、器,水浴锅,加热器。饮料杯、包封、折叠盒.多层复合装运袋、标签、箔制数字酸度计品薄膜与纸张转移印花、香烟滤纸、绝缘材料、衬垫旋转粘度计NDJ-1 型，上海天平仪器厂。材料、汽车内装饰、皮革加工和瓷砖粘贴等。目前世界.光学显微镜XSE -109B型,宁波永新光学仪器上聚乙酸乙烯酯乳波胶的年产量已达到300万t,我有限公司。国的生产能力亦已达到近30万t的水平。电子天平FA1004 型,精确度0.0001 g,上海尽管聚乙酸乙烯酯乳液胶粘剂具有很明显的优天平仪器厂。势,但同时也存在着耐水性、耐热性差,胶层易蠕变等1.2 试验材料缺点,影响了它的使用与发展。从50年代至今,国内乳胶制备用原料及规格见表1。外为改善其性能做了大量工作。本研究在总结前人研表1乳胶制备 用原料及规格Tab.1 Raw material and its specifications究成果的基础.上,采用多元共聚的方法制成改性聚乙for modified PV Ac emulsion酸乙烯酯乳液胶粘剂,以期改善聚乙酸乙烯酯乳液原原料规格_有的性能,特别是乳液胶的耐水性。pH调节剂2分析纯中国煤化工阴离子表面活性剂分析纯1试验部分TYHCN.MHGDBP)二邻苯二甲酸二丁酯化于地(OP-10)改性剂单体A化学纯1.1仪器设备蒸馏水改性剂单体B收稿日期:2000-05-29pH调节剂1第一作者:张求慧(1960-),女，北京林业大学森林工业学院副教授。注:改性剂单体A,B均为丙烯酸类,市售.万研数据第15卷第1期木材工业2001年1月压板试验用材料:及改性配方2,做放大试验,同时做聚乙酸乙烯酯均杨木胶合板厚3.0 mm,规格1220 mmX 2440聚乳液的平行试验,进行对比。mm;1.5改性 乳液质量指标检测方法樱桃木薄木厚0.5 mm,规格30 mmX 1200.按相应标准分别测试改性乳液1.改性乳液2及均聚乳液的如下指标:1.3试验过程(1)外观按GB 11175-89规定测试。1.3.1乳液制备根据前期准 备试验,为了选择(2)pH值按GB 8325规定测试。PVA单体及确定改性剂A、B的配比范围、PVA-(3)粘度用NDJ-1型旋转粘度计测定,测定温1788及PVA-1799用量、阴离子表面活性剂取值范度为(30士0.5)C。围.OP-10的取值范围、过硫酸铵取值范围,按正交(4)粒度样品用适 量水稀释后,用放大倍数为试验表进行改性乳胶制备预试验。具体步骤如1600倍的光学显微镜观察样品微观状态,目测乳液下:颗粒的直径。①将水加入反应釜,开动搅拌器，缓慢加入(5)蒸发剩余物按 GB 11175-89规定测试。PVA,常温下搅拌1 h后放置过夜。(6)胶层耐水性参照日本农林省 颁布的特殊合②搅拌放置过夜的溶液，并均匀升温至(90士板标准(日本农林水产省告示第1099号,1997年)中2)C,保温2h至PVA全部溶解。的二类板标准进行。将薄木贴面胶合板锯制成规格为③降温至50 C ,加入单体总量的15% ,搅拌3075 mm X 75 mm的试件,放在(70土3)C的水中浸渍min,再加入总量50%的引发剂溶液,搅拌乳化302 h,再在(60士3)C条件下干燥3 h,观察试件边缘胶min(本步骤的温度需保持在50~55C)。层的脱胶情况。试样边缘同一层胶层间无连续25④缓慢升温至75~80C。mm长之脱胶痕迹者,或在同一胶接层及同- -边缘⑤待回流减少,开始向反应釜滴加单体,用引发.上,有两处以。上之脱胶痕迹,但总计长度不超过25剂控制反应在78~80C ,约4~5 h滴完(每小时滴加mm者为合格。总量的5%)。(7)表面结合强度参照GB/T 17656-1999 进⑥单体加完,加入余下的引发剂,逐步升温至90行。用环氧树脂胶将规格为50 mmX 50 mm的贴面~95'C ,保温30 min。胶合板试件.上下两面分别与边长为50 mm,且开有⑦冷却至50C以下，加入pH调节剂,搅拌30沟槽的方形金属块粘接好,放置24 h后进行抗拉测min后放料。试，记下破坏时的最大载荷。强度值达0. 4 N/mm2以1.3.2 压板试验将试验用胶合板及刨切薄木裁成上者为合格。幅面为300 mm X 300 mm规格的小板,进行贴面胶合板耐水性及强度性能的检测,以考察改性乳胶的性2结果与讨论能。压板工艺参数根据正交试验确定为:涂胶量2002.1测试结果(见表 2)。g/m2;陈放时间8min;热压温度(85士5)C;热压压2.2 讨论力0. 75 MPa;热压时间1 min.2.2. 1乳化剂对乳液改性的影响 乳化剂是 聚合体1.4 配方配比确定 根据国家标准对乳液外观、pH系中主要组成之一,在乳液聚合过程中起着举足轻重值、粒径、粘度进行测定;按照日本特种合板检测标准的作用。合理选择乳化剂的种类和浓度将直接影响引及国标检测,乳胶耐水性及胶合强度性能。根据预试发速率及链增长速率,也会影响聚合物的分子量及验制备乳液的质量检测结果选出合适的改性配方1分子量分布，影响与乳液性质有关的胶粒浓度、表2改性聚乙酸乙烯酯乳液胶的性能Tab.2 Characteristic of modified PAVe emulsion编号改性剂转化率.固体含量粒度中国煤化工合强度耐水性_m_均聚乳液0945. 041.2TYHCNMHG78全部剥离改性乳液1适量48. 301. 2547004.11. 332无改性乳液29644. 8914 2504.01. 268(下转第30页)●27●January 2001CHINA WOOD INDUSTRYVol.15No.1.纤维产量提高后,要保证胶料的有效性,必须做几个月正常生产已创纯利190多万元。以年产量3万到干纤维料仓储料不超过50%,同时用加快铺装速m3计,年纯利就可完成600万元左右。在销价下降幅度和装板速度,来满足缩短热压时间后的板坯和工艺度大于成本下降幅度的情况下,由于产品产量提高参数。增加1套叶片泵组后,4台低压大流量油泵同时30%以上,年纯利仍然可增长130多万元,效益显著。给蓄压器打压，能在极短时间内达到所需压力,油泵停表3改造 前后中纤板产品成本分析机时间达140s左右，炸泵炸管现象基本消除。厚度规改Tab.3 Cost analysis of MDF production薄后板材剖面密度分布均匀,热压位置恰当。before and after transformation改造前改造后砂光机磨垫座整修、水平调节后,砂带目数前后项目名称单价单耗单位成本单价单耗单位成本粗细搭配合理,不但减少了砂削量,且提高了产量,也元/1 1/m3 元/1 元/m3 1/m3元/m3基本解决了倒角、倒边现象、表面光洁度亦有所提高。木质原料175.6 1.8 316 180.2 1.72 310.10脉醛胶2451.20 182 218. 162.3产品产 量和质量石蜡3.27 11363. 333(通过扩产改造并相应地加强技术管理后,现正常水0.5一1.60.80.43 1. 850.80日产量达到了95~105 m3 ,除5,6和8月无原料停产电0.42 282 118.44 0.419. 27011340.53 3. 7015040 3.112外,3月份完成了2 600 m3 ,4月份达到了2 650 m*,7工资及附加费103.月份完成了2 700 m*,9月份接近2 800 m'。折旧及修理费173. 76板的物理力学性能指标仍保持GB 1178- 89规定生产成本1080980. 06的80型-级品要求。但一次性砂光和检验合格率均达到了85%~92% ,入库合格率提高到93%~94%。4结论对年产1.5万m'中纤板生产线的扩产改造,经3产品成本和经济效益分析4个月的生产实践表明,年产量完全能达到3万m'，改造后工作制与改造前相同，总装机容量略有减产量比改造前增长30%以上,质量稳定达标，提高了小(两台砂光机功率合计减小了126 kW),职工人数市场竞争力，经济效益提高显著,一年内可收回改造由改造前的119人增到140人。改造后月产量可达投资.设备运行日趋正常,工艺技术更趋完善,职工技2 700 m3 ,平均成本下降到980元/m3左右(见表3)。术素质进一步提高,达到了投资少、见效快的目的。(上接第27页)乳胶粒的尺寸及尺寸分布等等。此外,还涉及到乳液体种改性剂起互补作用。从试验数据可以看出,改性后系是否稳定，生产过程能否正常进行,以及其后的储存乳液的耐水性得到了很大的改善。按照日本农林省特及应用是否安全可靠,而且也关系到聚合物的成本。殊合板标准中的二类产品标准的试验结果来看,该胶本试验选用的乳化剂为聚乙烯醇(PVA),常在的耐水性能极好,因而又按照日本特殊合板标准中一PVAc乳液胶制备时被采用.同时也兼作胶体保护类产品标准试验,虽然个别试件有脱胶现象,但平均剂。采用PVA的醇解度不同，乳化效果也不-样。一均达 到合格标准。可见,改性剂A.B对乳液耐水性的般用作乳化剂的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,因为亲水性好,乳化效果好,形成的乳液稳定,但耐水性稍3结论差;而1799的乳化效果比1788要差,但耐水性相对1)通过添加改性剂A、B制得的改性聚乙酸乙烯较好，所以本试验同时选用了1788 及1799两种酯共聚乳液胶粘剂,具有良好的耐水性,达到并超过PVA,并根据需要按- -定的比率混合,从而达到了综日本特种合板-二类产品标准的要求。合二者优势的目的，同时在试验中辅以阴离子乳化剂中国煤化工用量少，改性乳波的和非离子型乳化剂构成复合乳化剂,提高了引发率，成本已液接近。增强了乳化作用及稳定性。YHCNM H乳波的生产工艺与普2.2.2改性剂 A、B对乳液耐水性的影响改性剂通聚乙酸乙烯酯共聚乳液类似.在工艺操作上不会增A、B的引入,主要目的是改善乳液的浸渍耐水性,两加难度。●30●