阅读说明：本技术 一种低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂及其制备方法 (polyvinyl acetate emulsion adhesive with low viscosity and high solid content and preparation method thereof ) 是由 黄伟 王家东 金从山 夏茂玉 苏萍 陈海东 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂及其制备方法,是以保护胶体、反应单体、改性单体、引发剂、乳化剂、增塑剂、pH调节剂和去离子水为原料,经聚合获得初始乳液,再在初始乳液中按需加入保护胶体,以调整乳液的粘合和固含量至满足需求,从而获得目标产品。本发明的方法能够实现工业化生产,产品的粘度和固含量可按需调整,且安全环保、产品质量稳定。(The invention discloses polyvinyl acetate emulsion adhesives with low viscosity and high solid content and a preparation method thereof, which take protective colloid, reaction monomers, modified monomers, initiators, emulsifiers, plasticizers, pH regulators and deionized water as raw materials, obtain initial emulsion through polymerization, and then add the protective colloid into the initial emulsion according to needs to adjust the adhesion and solid content of the emulsion to meet the requirements, thereby obtaining target products.)

一种低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子乳液聚合技术领域，特别涉及一种低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂及其制备方法。

技术背景

聚醋酸乙烯酯乳液(白乳胶)是水基胶粘剂的一类，主要应用于胶粘剂、木制品、纸品加工、建筑墙体刮大白、接缝纸贴合、卷烟行业等。且白乳胶是以水为分散介质的，无毒无害、不易燃烧，同时白乳胶还有无环境污染、生产安全简单、性能良好等优点，。

普通乳液聚合理论上能够达到最高的固含量为74％，而正常的生产过程中当乳液的固含量高于50％时，乳液的粘度会急剧上升。所以采用普通的乳液聚合的方法难以实现低粘度高固含白乳胶的生产。理论上二次造粒的方法能够实现低粘度高固含白乳胶的生产，但是其生产设备较为复杂、生产时间长(8～10小时)。为了满足快速粘接和固化收缩率小的要求，开发出一种低粘度高固含白乳胶势在必行。

专利CN201510906448.4公开了一种高固含量聚醋酸乙烯酯乳液及其制备方法，其能达到的固含量为66～70％，同时粘度低于3000mPa·s。但是该方法难以满足大生产，容易出现破乳现象。

专利CN201410696110.6公开了一种高固含量白乳胶的制备方法，是在固含量为30％的白乳胶中加入了另外25％的固含量，以达到50～55％固含量的目的。该方法虽然能够达到提高固含量的目的，但是后期加入了大量的尿素、三聚氰胺、滑石粉、羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺，大生产过程中容易在白乳胶中出现分层的现象。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂及其制备方法，使其能够稳定的工业化生产，从而满足对粘度和固含量的不同要求。

为了达到上述目的，本发明所采用如下技术方案：

本发明首先公开了一种低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂，其特点在于：所述胶粘剂包括按如下重量份的构成的各原料：保护胶体15～35份，反应单体400～500份，改性单体40～50份，引发剂1～2份，乳化剂0.5～1.5份，增塑剂40～50份，pH调节剂3～7份，去离子水420～430份。

优选的，所述的保护胶体为聚甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和聚乙烯醇中的至少一种；所述聚乙烯醇的聚合度为400～2400、醇解度为88～99％。

优选的，所述的反应单体为醋酸乙烯酯。

优选的，所述的改性单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯中的至少一种。

优选的，所述的引发剂为过氧化氢、过硫酸钾和过硫酸铵中的至少一种。

优选的，所述的乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

优选的，所述的增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯中的至少一种。

优选的，所述的pH调节剂为醋酸钠、碳酸氢钠或柠檬酸钠中的至少一种。

本发明还公开了所述低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：

1)在三口烧瓶中加入350～400份去离子水，升温至80～90℃，在搅拌状态下加入15～35份保护胶体，继续搅拌至溶解完全后，降温至60～70℃；

2)称取1～2份引发剂，溶解于20～30份去离子水中备用；称取40～50份的改性单体、400～500份的反应单体备用；

3)在步骤1)降温完成的三口烧瓶中加入8～12份溶解完全的引发剂水溶液和0.5～1.5份的乳化剂，之后加入8～10份改性单体、50～70份的反应单体，做种子乳液聚合，反应时间为25～35分钟；

4)将三口烧瓶升温至75～85℃，然后将剩余的改性单体和反应单体混合后逐步滴加至三口烧瓶中进行乳液聚合，滴加时间为4～6小时，在滴加的过程中每间隔0.5h加入一次剩余的引发剂水溶液，每次加入量相等；

5)滴加完成后降温至35～45℃，加入3～7份的pH调节剂调节乳液pH至5～6，再加入40～50份的增塑剂，搅拌均匀，即完成乳液聚合，获得初始乳液；

6)检测步骤5)所获得初始乳液的粘合和固含量，然后在80～90℃下按需额外加入适量保护胶体，以调整乳液的粘合和固含量至满足需求，获得目标产品。

本发明制备的白乳胶固含量能够达到50～70％、粘度在500～8000mPa·s，且固含量和粘度均在可控范围内，基本能够满足客户的要求。

本发明的有益效果体现在：

1、本发明提供了一种能够实现工业化生产的、粘度和固含量可调整的低粘度高固含白乳胶，可以满足很大部分的客户需求，极大地提升了产品的市场竞争力；

2、本发明在白乳胶生产完成之后，可通过添加保护胶体的方法以调整粘度和固含量，方法简单，能够完美的达到客户的要求，而且不会影响白乳胶的其他性能；

3、本发明提供的白乳胶生产方法安全环保、产品质量稳定，符合国家的政策方针。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

本实施例低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的各原料按重量份的构成为：保护胶体15份，反应单体400份，改性单体A为30份，改性单体B为10份，引发剂1份，乳化剂0.5份，增塑剂40份，pH调节剂3份，去离子水370份。

具体的，本实施例所用各原料如下：保护胶体为聚乙烯醇17-88；反应单体为醋酸乙烯酯；改性单体A为丙烯酸丁酯、改性单体B为丙烯酸羟丙酯；引发剂为过硫酸铵；乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；pH调节剂为醋酸钠。

本实施例聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备方法为：

1)在三口烧瓶中加入350份去离子水，升温至80℃，在搅拌状态下加入15份保护胶体，继续搅拌至溶解完全后，降温至60℃；

2)称取1份引发剂，溶解于20份去离子水中备用；称取40份的改性单体、400份的反应单体备用；

3)在步骤1)降温完成的三口烧瓶中加入8份溶解完全的引发剂水溶液和0.5份的乳化剂，之后加入8份改性单体、50份的反应单体，做种子乳液聚合，反应时间为25分钟；

4)将三口烧瓶升温至75℃，然后将剩余的改性单体和反应单体混合后逐步滴加至三口烧瓶中进行乳液聚合，滴加时间为4小时，在滴加的过程中每间隔0.5h加入一次剩余的引发剂水溶液，每次加入量相等；

5)滴加完成后降温至35℃，加入3份的pH调节剂调节乳液pH至5，再加入40份的增塑剂，搅拌均匀，即完成乳液聚合，获得初始乳液；

6)检测步骤5)所获得初始乳液的粘合和固含量，其结果如表1所示。

实施例2

本实施例低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的各原料按重量份的构成为：保护胶体35份，反应单体500份，改性单体A为35份，改性单体B为15份，引发剂2份，乳化剂1.5份，增塑剂50份，pH调节剂7份，去离子水430份。

具体的，本实施例所用各原料如下：保护胶体为羧甲基纤维素；反应单体为醋酸乙烯酯；改性单体A为丙烯酸甲酯、改性单体B为丙烯酸羟丙酯；引发剂为过硫酸钾；乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚；增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯；pH调节剂为碳酸氢钠。

本实施例聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备方法为：

1)在三口烧瓶中加入400份去离子水，升温至90℃，在搅拌状态下加入35份保护胶体，继续搅拌至溶解完全后，降温至70℃；

2)称取2份引发剂，溶解于30份去离子水中备用；称取50份的改性单体、500份的反应单体备用；

3)在步骤1)降温完成的三口烧瓶中加入12份溶解完全的引发剂水溶液和1.5份的乳化剂，之后加入10份改性单体、70份的反应单体，做种子乳液聚合，反应时间为35分钟；

4)将三口烧瓶升温至85℃，然后将剩余的改性单体和反应单体混合后逐步滴加至三口烧瓶中进行乳液聚合，滴加时间为6小时，在滴加的过程中每间隔0.5h加入一次剩余的引发剂水溶液，每次加入量相等；

5)滴加完成后降温至45℃，加入7份的pH调节剂调节乳液pH至6，再加入50份的增塑剂，搅拌均匀，即完成乳液聚合，获得初始乳液；

6)检测步骤5)所获得初始乳液的粘合和固含量，其结果如表1所示。然后在85℃下按需额外加入69份保护胶体聚乙烯醇17-88，以调整乳液的粘合和固含量至满足需求，获得目标产品，其粘度和固含量的检测结果如表1所示。

实施例3

本实施例低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的各原料按重量份的构成为：保护胶体25份，反应单体500份，改性单体A为20份，改性单体B为10份，改性单体C为10份，引发剂1.5份，乳化剂A为0.5份，乳化剂B为0.5份，增塑剂45份，pH调节剂5份，去离子水370份。

具体的，本实施例所用各原料如下：保护胶体为聚乙烯醇17-88；反应单体为醋酸乙烯酯；改性单体A为丙烯酸丁酯，改性单体B为丙烯酸乙酯，改性单体C为丙烯酸甲酯；引发剂为过硫酸铵；乳化剂A为脂肪醇聚氧乙烯醚，乳化剂B为辛基酚聚氧乙烯醚；增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基已基)酯；pH调节剂为柠檬酸钠。

本实施例聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备方法为：

1)在三口烧瓶中加入350份去离子水，升温至90℃，在搅拌状态下加入25份保护胶体，继续搅拌至溶解完全后，降温至70℃；

2)称取1.5份引发剂，溶解于20份去离子水中备用；称取40份的改性单体、500份的反应单体备用；

3)在步骤1)降温完成的三口烧瓶中加入12份溶解完全的引发剂水溶液和1份的乳化剂，之后加入8份改性单体、70份的反应单体，做种子乳液聚合，反应时间为30分钟；

4)将三口烧瓶升温至80℃，然后将剩余的改性单体和反应单体混合后逐步滴加至三口烧瓶中进行乳液聚合，滴加时间为5小时，在滴加的过程中每间隔0.5h加入一次剩余的引发剂水溶液，每次加入量相等；

5)滴加完成后降温至45℃，加入5份的pH调节剂调节乳液pH至5，再加入45份的增塑剂，搅拌均匀，即完成乳液聚合，获得初始乳液；

6)检测步骤5)所获得初始乳液的粘合和固含量，其结果如表1所示。然后在85℃下按需额外加入99份保护胶体聚乙烯醇04-88，以调整乳液的粘合和固含量至满足需求，获得目标产品，其粘度和固含量的检测结果如表1所示。

实施例4

本实施例低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的各原料按重量份的构成为：保护胶体15份，反应单体400份，改性单体A为20份，改性单体B为5份，改性单体C为15份，引发剂1份，乳化剂1.5份，增塑剂40份，pH调节剂7份，去离子水430份。

具体的，本实施例所用各原料如下：保护胶体为聚乙烯醇17-88；反应单体为醋酸乙烯酯；改性单体A为丙烯酸丁酯，改性单体B为丙烯酸羟丙酯，改性单体C为丙烯酸甲酯；引发剂为过硫酸铵；乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；pH调节剂为醋酸钠。

本实施例聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备方法为：

1)在三口烧瓶中加入400份去离子水，升温至90℃，在搅拌状态下加入15份保护胶体，继续搅拌至溶解完全后，降温至60℃；

2)称取1份引发剂，溶解于30份去离子水中备用；称取40份的改性单体、400份的反应单体备用；

3)在步骤1)降温完成的三口烧瓶中加入10份溶解完全的引发剂水溶液和1.5份的乳化剂，之后加入10份改性单体、70份的反应单体，做种子乳液聚合，反应时间为35分钟；

4)将三口烧瓶升温至85℃，然后将剩余的改性单体和反应单体混合后逐步滴加至三口烧瓶中进行乳液聚合，滴加时间为6小时，在滴加的过程中每间隔0.5h加入一次剩余的引发剂水溶液，每次加入量相等；

5)滴加完成后降温至45℃，加入7份的pH调节剂调节乳液pH至5.5，再加入40份的增塑剂，搅拌均匀，即完成乳液聚合，获得初始乳液；

6)检测步骤5)所获得初始乳液的粘合和固含量，其结果如表1所示。然后在85℃下按需额外加入66份保护胶体聚乙烯醇04-88，以调整乳液的粘合和固含量至满足需求，获得目标产品，其粘度和固含量的检测结果如表1所示。

实施例5

本实施例低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的各原料按重量份的构成为：保护胶体20份，反应单体400份，改性单体A为20份，改性单体B为5份，改性单体C为15份，引发剂1.5份，乳化剂1份，增塑剂42份，pH调节剂4份，去离子水400份。

具体的，本实施例所用各原料如下：保护胶体为聚乙烯醇20-88；反应单体为醋酸乙烯酯；改性单体A为丙烯酸丁酯，改性单体B为丙烯酸羟丙酯，改性单体C为丙烯酸甲酯；引发剂为过硫酸铵；乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；pH调节剂为醋酸钠。

本实施例聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备方法为：

1)在三口烧瓶中加入370份去离子水，升温至80℃，在搅拌状态下加入20份保护胶体，继续搅拌至溶解完全后，降温至65℃；

2)称取1.5份引发剂，溶解于30份去离子水中备用；称取40份的改性单体、400份的反应单体备用；

3)在步骤1)降温完成的三口烧瓶中加入12份溶解完全的引发剂水溶液和1.5份的乳化剂，之后加入9份改性单体、60份的反应单体，做种子乳液聚合，反应时间为30分钟；

4)将三口烧瓶升温至80℃，然后将剩余的改性单体和反应单体混合后逐步滴加至三口烧瓶中进行乳液聚合，滴加时间为5小时，在滴加的过程中每间隔0.5h加入一次剩余的引发剂水溶液，每次加入量相等；

5)滴加完成后降温至45℃，加入4份的pH调节剂调节乳液pH至5.5，再加入42份的增塑剂，搅拌均匀，即完成乳液聚合，获得初始乳液；

6)检测步骤5)所获得初始乳液的粘合和固含量，其结果如表1所示。然后在85℃下按需额外加入43份聚乙烯醇17-88保护胶体，以调整乳液的粘合和固含量至满足需求，获得目标产品，其粘度和固含量的检测结果如表1所示。

实施例6

本实施例低粘度高固含聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的各原料按重量份的构成为：保护胶体20份，反应单体450份，改性单体A为20份，改性单体B为5份，改性单体C为15份，引发剂2份，乳化剂1.3份，增塑剂50份，pH调节剂6份，去离子水400份。

具体的，本实施例所用各原料如下：保护胶体为聚乙烯醇24-88；反应单体为醋酸乙烯酯；改性单体A为丙烯酸丁酯，改性单体B为丙烯酸羟丙酯，改性单体C为丙烯酸甲酯；引发剂为过硫酸铵；乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；pH调节剂为醋酸钠。

本实施例聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的制备方法为：

1)在三口烧瓶中加入370份去离子水，升温至85℃，在搅拌状态下加入20份保护胶体，继续搅拌至溶解完全后，降温至65℃；

2)称取2份引发剂，溶解于30份去离子水中备用；称取40份的改性单体、450份的反应单体备用；

3)在步骤1)降温完成的三口烧瓶中加入11份溶解完全的引发剂水溶液和1.3份的乳化剂，之后加入9份改性单体、55份的反应单体，做种子乳液聚合，反应时间为30分钟；

4)将三口烧瓶升温至82℃，然后将剩余的改性单体和反应单体混合后逐步滴加至三口烧瓶中进行乳液聚合，滴加时间为5小时，在滴加的过程中每间隔0.5h加入一次剩余的引发剂水溶液，每次加入量相等；

5)滴加完成后降温至40℃，加入6份的pH调节剂调节乳液pH至5.5，再加入50份的增塑剂，搅拌均匀，即完成乳液聚合，获得初始乳液；

6)检测步骤5)所获得初始乳液的粘合和固含量，其结果如表1所示。然后在85℃下按需额外加入65份保护胶体聚乙烯醇24-88，以调整乳液的粘合和固含量至满足需求，获得目标产品，其粘度和固含量的检测结果如表1所示。

表1、各实施例检测结果

以上所述仅为本发明的示例性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。