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一种无皂聚合耐水性漆防水木皮胶及其制备方法

2021-02-01 06:32:46

一种无皂聚合耐水性漆防水木皮胶及其制备方法

  技术领域

  本发明涉及一种无皂聚合耐水性漆防水木皮胶及其制备方法。

  背景技术

  我国是一个木制品生产大国,也是消费大国,贴木皮的形势,由于全球树木的急骤减少,实木家具的价格一升再升,传统的红木家具等越来越少,因而在木质工艺中有一项以前绝对冷门的操作工艺:贴木皮逐渐开始升温,因而相对应的产品:木皮胶(又称贴木皮胶)也逐渐开始火热,无论是板式家具还是其他一旦贴上0.6mm的木皮,其质感、耐用性并不比实木家具差多少,从而大大减少了木材的使用量。

  溶剂型涂料的有机溶剂挥发是涂料行业造成大气污染的主因,要保护大气不再继续受污染,最为行之有效的办法便是用水漆代替溶剂型涂料。水性家具漆进行施工时,被施工木材的最佳含水率应为8%~10%,此种条件下方可获得最佳涂刷效果。被涂物表面必须保证干净、干燥、无油、无蜡、坚固、无裂缝。一般白乳胶的由于其耐水性能差,上水性漆会起泡,导致产品毁坏,由于市场上白乳胶的自身缺陷,无法满足环保趋势下客户性能的需求。

  发明内容

  本发明正是针对目前木皮胶的缺陷进行改进,提供一种无皂聚合耐水性漆防水木皮胶及其制备方法。

  本发明采用如下技术方案,一种无皂聚合耐水性漆防水木皮胶,所述无皂聚合耐水性漆防水木皮胶的原料按重量份计,包括:3~5份聚乙烯醇、25~30份醋酸乙烯酯、5~10份叔碳酸乙烯酯、0.1~1份丙烯酸、0.5~2份功能单体、0.5~2份有机溶剂、0.3~1份缓存剂、0.1~0.5份引发剂、40~60份去离子水、0.1以上重量份消泡剂。

  进一步地,所述聚乙烯醇由长春化工聚乙烯醇BP17和长春化工聚乙烯醇BP24按照重量比1~2:1混合组成。

  进一步地,所述有机溶剂由甲醇、乙醇、丙三醇、丙酮中的一种或多种按照任意比例混合组成。

  进一步地,所述功能单体为羟乙基改性丙烯酰胺、羟乙基改性丙烯酰脲、甲基丙烯酸乙酰氧基乙酯、DAAM或ADH。

  进一步地,所述引发剂为过硫酸胺。

  进一步地,所述缓存剂为醋酸钠。

  进一步地,所述消泡剂为艾迪科B-943。

  本发明还提供了一种无皂聚合耐水性漆防水木皮胶的制备方法,具体包括以下步骤:

  (1)称取3~5重量份聚乙烯醇、25~30重量份醋酸乙烯酯、5~10重量份叔碳酸乙烯酯、0.1~1重量份丙烯酸、0.5~2重量份功能单体、0.5~2重量份有机溶剂、0.3~1重量份缓存剂、0.1~0.5重量份引发剂、40~60重量份去离子水、0.1以上重量份消泡剂。

  (2)将聚乙烯醇加入装有35~55重量份去离子水的反应釜中,搅拌升温至90℃,保温1h后,冷却至60℃,随后加入有机溶剂和缓存剂。

  (3)聚合:用剩余的去离子水配制引发剂水溶液,在反应釜内加入10~15份醋酸乙烯酯和引发剂水溶液重量的10%,搅拌5-10min后,反应釜内温度升至78-82℃,保温30min后,同时滴加叔碳酸乙烯酯、丙烯酸、功能单体的混合液及剩余的醋酸乙烯酯和引发剂水溶液,滴加时间为3~4h,滴加温度控制在80-85℃;滴加完毕后,升温至85~90℃,保温1h后,降温至50℃,加入0.1以上重量份消泡剂,过滤出料得到无皂聚合耐水性漆防水木皮胶。

  与现有技术相比,本发明有益效果在于:本发明以聚乙烯醇为保护胶体,通过无皂聚合乳液技术不含乳化剂,半连续滴加聚合合成,消除体系中乳化剂的存在,解决了粘合剂亲水表面活性剂的影响。普通乳胶膜中由于有残留的低分子乳化剂,当与水或溶剂接触时,低分子物质可能被萃取出来而使乳胶膜中留下微孔,因而降低了耐水性和耐溶剂性。无皂乳胶膜中不残留普通的乳化剂,因此可以提高乳胶膜的耐水性和耐溶剂性。

  叔碳酸乙烯酯是一种多支链一元饱和羧酸乙烯酯,其α碳原子上丰富的烷基形成的空间位阻和烷基的非极性,使其表现出优异的抗紫外线性能和极强的疏水性能,从而使其聚合物或共聚物具有耐候性、耐水性、耐碱性好和表面张力低等特点。其与醋酸乙烯酯共聚具有相同吨竞聚率和转化率表现出良好的反应性,形成一种无规共聚的高分子结构,使得叔碳酸乙烯酯的优异性能充分体现出来。

  在体系中加入一种能够与水单体混溶的聚合物的有机溶剂,能够增大单体在无乳化剂的情况在水中的溶解度,提高引发剂效率,使乳胶粒子表面具有更多的离子基团,提高乳液稳定性,又提高了聚合速率。

  本粘合剂采用无皂聚合技术单体配比,制备得到的耐水性漆防水木皮胶干湿强度通过了德国DIN木工胶防水性能检测标准(D3等级)标准测试,符合国家十环环保标准。

  具体实施方式

  为使本发明实施例的目的、技术方案更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

  实施例1

  本发明公开了一种无皂聚合耐水性漆防水木皮胶的制备方法,具体包括如下步骤:

  (1)称取2重量份长春化工聚乙烯醇BP17、1重量份长春化工聚乙烯醇BP24、25重量份醋酸乙烯酯、5重量份叔碳酸乙烯酯、0.1重量份丙烯酸、0.5重量份羟乙基改性丙烯酰胺、0.2重量份甲醇、0.3重量份丙酮、0.3重量份醋酸钠、0.1重量份硫酸胺、40重量份去离子水、0.1重量份艾迪科B-943。

  (2)将2重量份长春化工聚乙烯醇BP17和1重量份长春化工聚乙烯醇BP24加入装有35重量份去离子水的反应釜中,搅拌升温至90℃,保温1h后,冷却至60℃,随后加入甲醇、丙酮和醋酸钠。

  (3)聚合:用剩余的去离子水配制硫酸胺水溶液,在反应釜内加入10份醋酸乙烯酯和硫酸胺水溶液重量的10%,搅拌5min后,反应釜内温度升至78℃,保温30min后,同时滴加叔碳酸乙烯酯、丙烯酸、羟乙基改性丙烯酰胺的混合液及剩余的醋酸乙烯酯和硫酸胺水溶液,滴加时间为3h,滴加温度控制在80℃;滴加完毕后,升温至85℃,保温1h后,降温至50℃,加入艾迪科B-943,过滤出料得到无皂聚合耐水性漆防水木皮胶。

  根据实施例1制备得到的耐水性漆防水木皮胶物理性能指标,按照GB/T11175-2002标准检测,标准检测结果如表1所示。

  实施例2

  (1)称取2.5重量份长春化工聚乙烯醇BP17、2.5重量份长春化工聚乙烯醇BP24、30重量份醋酸乙烯酯、10重量份叔碳酸乙烯酯、1重量份丙烯酸、2重量份甲基丙烯酸乙酰氧基乙酯、2重量份乙醇、1重量份醋酸钠、0.5重量份过硫酸胺、60重量份去离子水、0.2重量份艾迪科B-943。

  (2)将2.5重量份长春化工聚乙烯醇BP17和2.5重量份长春化工聚乙烯醇BP24加入装有55重量份去离子水的反应釜中,搅拌升温至90℃,保温1h后,冷却至60℃,随后加入乙醇和过硫酸胺。

  (3)聚合:用剩余的去离子水配制过硫酸胺水溶液,在反应釜内加入15份醋酸乙烯酯和引发剂水溶液重量的10%,搅拌10min后,反应釜内温度升至82℃,保温30min后,同时滴加叔碳酸乙烯酯、丙烯酸、甲基丙烯酸乙酰氧基乙酯的混合液及剩余的醋酸乙烯酯和硫酸胺水溶液,滴加时间为4h,滴加温度控制在85℃;滴加完毕后,升温至90℃,保温1h后,降温至50℃,加入艾迪科B-943,过滤出料得到无皂聚合耐水性漆防水木皮胶。

  根据实施例2制备得到的耐水性漆防水木皮胶物理性能指标,按照GB/T11175-2002标准检测,标准检测结果如表1所示。

  实施例3

  (1)称取2重量份长春化工聚乙烯醇BP17、2重量份长春化工聚乙烯醇BP24、25重量份醋酸乙烯酯、8重量份叔碳酸乙烯酯、0.5重量份丙烯酸、1重量份DAAM、1重量份丙三醇、1重量份丙酮、1重量份醋酸钠、0.3重量份过硫酸胺、50重量份去离子水、0.1重量份艾迪科B-943。

  (2)将聚乙烯醇加入装有40重量份去离子水的反应釜中,搅拌升温至90℃,保温1h后,冷却至60℃,随后加入丙三醇、丙酮和醋酸钠。

  (3)聚合:用剩余的去离子水配制过硫酸胺水溶液,在反应釜内加入15份醋酸乙烯酯和过硫酸胺溶液重量的10%,搅拌5min后,反应釜内温度升至82℃,保温30min后,同时滴加叔碳酸乙烯酯、丙烯酸、DAAM的混合液及剩余的醋酸乙烯酯和过硫酸胺水溶液,滴加时间为3h,滴加温度控制在80℃;滴加完毕后,升温至90℃,保温1h后,降温至50℃,加入艾迪科B-943,过滤出料得到无皂聚合耐水性漆防水木皮胶。

  根据实施例3制备得到的耐水性漆防水木皮胶物理性能指标,按照GB/T11175-2002标准检测,标准检测结果如表1所示。

  实施例4

  (1)称取2重量份长春化工聚乙烯醇BP17、1重量份长春化工聚乙烯醇BP24、25重量份醋酸乙烯酯、10重量份叔碳酸乙烯酯、1重量份丙烯酸、1重量份ADH、1.5重量份乙醇、0.5重量份醋酸钠、0.1重量份过硫酸胺、55重量份去离子水、0.1重量份艾迪科B-943。

  (2)将聚乙烯醇加入装有40重量份去离子水的反应釜中,搅拌升温至90℃,保温1h后,冷却至60℃,随后加入乙醇和醋酸钠。

  (3)聚合:用剩余的去离子水配制过硫酸胺水溶液,在反应釜内加入10份醋酸乙烯酯和过硫酸胺水溶液重量的10%,搅拌10min后,反应釜内温度升至78℃,保温30min后,同时滴加叔碳酸乙烯酯、丙烯酸、ADH的混合液及剩余的醋酸乙烯酯和过硫酸胺水溶液,滴加时间为3h,滴加温度控制在85℃;滴加完毕后,升温至90℃,保温1h后,降温至50℃,加入艾迪科B-943,过滤出料得到无皂聚合耐水性漆防水木皮胶。

  根据实施例4制备得到的耐水性漆防水木皮胶物理性能指标,按照GB/T11175-2002标准检测,标准检测结果如表1所示。

  表1:实施例1-4的物理属性指标

  由表1测试数据可知,实施例1-4无皂聚合耐水性漆防水木皮胶符合国标十环标准。

  将实施例1-4制得的无皂聚合耐水性漆防水木皮胶进行如下实验:四个容器中各取以上四个实例中所得的无皂聚合耐水性漆防水木皮胶100g,加入柠檬酸三丁酯5g。性能检测时,选用150×20×5mm标准榉木试块,按照德国DIN%20EN%20204标准方法制备每组20块试件,涂胶量:150g/m2压力1N/mm2,压合时间2小时后解压。压力剪切强度检测结果如表2所示(每个数据为20块试件测试的平均值)。

  表2:实施例1-4的压力剪切强度检测结果

  

  由表2测试数据表明,实施例1-4制备的耐水性漆防水木皮胶完全满足德国DIN木工胶防水性能检测标准(D3等级)标准测试,具有很高的强度和优异的耐水性。

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