作者：刘德峥

　　聚醋酸乙烯酯乳液,因其具有组分单一,无毒无害且不易爆易燃,生产简单,价格低廉,性能良好,应用方便等优点,广泛用于木材加工、建筑装潢、织物粘合、包装材料、家具组装、印刷装订等领域中多孔材料的粘接,成为合成树脂乳液中用量较大的乳液。但由于其耐水性较差],限制了它的使用范围。
　　本文从影响聚醋酸乙烯酯乳液耐水性的诸因素着手,通过采用乳化稳定剂聚乙烯醇缩醛化,醋酸乙烯酯与甲基丙烯酸甲酯乳液共聚,以及在聚合单体中加入疏水性松香改性树脂相结合的方法,研制出了一种耐水性聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂。
1　实验部分
1.1 主要原料及仪器
　　醋酸乙烯酯(ＶＡｃ)、甲基丙烯酸甲酯(ＭＭＡ)、聚乙烯醇(ＰＶＡ)、浅色抗氧松香改性树脂、壬基酚聚氧乙烯醚(ＯＰ-10)、十二烷基磺酸钠(ＳＬＳ)、甲醛,均为工业品;过硫酸铵(ＡＰＳ),化学纯。ＮＤＪ-79型旋转粘度计;ＷＥ-300型液压万能材料试验机。
1.2 乳化稳定剂(ＰＶＡ)的缩醛化
　　在装有搅拌器、加料器、回流冷凝器和温度计的四颈烧瓶中,加入去离子水350ｇ,ＰＶＡ45ｇ,搅拌升温至95℃使其完全溶解,降温至80℃,加入适量盐酸调节ｐＨ值为1～2,开始滴加甲醛,20ｍｉｎ将18ｇ加完,保温反应45ｍｉｎ;再加入适量的尿素进行缩醛反应,以防止没反应掉的甲醛干扰乳液聚合反应;然后用碳酸氢钠溶液调节ｐＨ值为7,待用。
1.3 乳液聚合
　　将上述缩醛化的ＰＶＡ溶液冷却至60℃,加入适量由ＳＬＳ和ＯＰ-10组成的复合乳化剂,溶解后升温至70℃,开始滴加已加入浅色抗氧松香改性树脂的ＶＡｃ和ＭＭＡ混合单体,以及引发剂ＡＰＳ水溶液,于75℃恒温滴加3ｈ,滴加完后于80℃保温0.5ｈ,,升温至90℃再反应1ｈ。然后降温至60℃,加入碳酸氢钠调ｐＨ值为6～7,搅拌0.5ｈ后降温至50℃,得改性ＰＶＡｃ乳液胶粘剂。
1 4　乳液性能测试
　　将制成的ＰＶＡｃ乳液粘接木材试片,自然24ｈ,测定其耐水性,剪切强度参照文献[5]测定。
2　结果与讨论
2.1　ＰＶＡ缩醛化对乳液耐水性的影响

　　

　　由表1可见,乳化稳定剂ＰＶＡ缩醛化后ＰＶＡｃ乳液的耐水性得到了明显的改善。这是因为ＰＶＡ与甲醛进行了缩醛化反应,在相邻分子的羟基间形成六元环缩醛,减少了ＰＶＡ分子上的羟基数,使乳化稳定剂自身的耐水性增强,从而提高了ＰＶＡｃ乳液成膜后的耐水性。
2.2 松香改性树脂对ＰＶＡｃ乳液性能的影响
　　浅色抗氧松香改性树脂用量对ＰＶＡｃ乳液性能的影响结果列于表2。表2的数据说明,增大松香改性树脂的质量分数,有利于提高乳液的粘接强度和耐水性。因为将疏水性松香改性树脂溶解于ＶＡｃ单体中进行乳液聚合,能使疏水树脂与ＰＶＡｃ乳液混合均匀,减少亲水性乳化剂的用量,增强乳液稳定性,显著地提高乳液的耐水性和剪切强度。当松香树脂质量分数增至10%后,常态剪切强度随松香树脂的用量增加而逐渐降低,说明此时松香树脂同乳液聚合物的相容性是有限的。松香改性树脂质量分数以10%为宜。

　　

2.3 ＭＭＡ用量对ＰＶＡｃ乳液性能的影响
　　ＭＭＡ用量对ＰＶＡｃ乳液性能的影响结果列于表3。表3的数据说明,增大ＭＭＡ的质量分数有利于粘接强度和耐水性的提高。因为单体ＭＭＡ分子链段热运动的位阻大,并有疏水性—ＣＨ3基团,使ＰＶＡｃ的粘接强度以及胶膜耐水性提高。考虑到ＭＭＡ质量分数过大会增加乳液成本,降低产品在市场上的竞争力,质量分数过小,改善乳液粘接强度和耐水性效果不明显,因此,选择ＭＭＡ质量分数为5%。

　　

2 4　改性ＰＶＡｃ乳液的性能
　　由表4可见,经过改性后,ＰＶＡｃ乳液贮存稳定性提高,粘接强度和耐水性能得到较大改善。

　　


3　结论
　　(1)对于乳液聚合ＰＶＡｃ的反应过程,采用乳化稳定剂ＰＶＡ的缩醛化,ＶＡｃ与ＭＭＡ乳液共聚以及在单体中加入疏水性松香改性树脂相结合的方法,可显著提高ＰＶＡｃ的耐水性和粘度强度。
　　(2)较佳反应条件:ｍ(ＶＡｃ)∶ｍ(松香改性树脂)∶ｍ(ＭＭＡ)=1.0∶0.12∶0.06;反应温度75℃,反应时间3～4ｈ。在该反应条件下,粘度为4 5～5 5Ｐａ•ｓ,产品固含量大于51%。
　　(3)新型耐水性ＰＶＡｃ乳液成本略高于普通ＰＶＡｃ乳液,但其性能优良且用量较少,总体成本可基本持平,具有市场开发潜力。