纖維板無甲醛粘合劑的制備及應用研究.pdf

1、在木材制造業(yè)中風靡一時的膠粘劑是“三醛膠”，即酚醛、脲醛和三聚氰氨-甲醛樹脂膠粘劑，這類膠的最大特點是生產成本較低，有一定的耐水性，粘接強度高，即使到現(xiàn)在這三類膠粘劑用量仍很大。但這些膠粘劑有一個致命的弱點就是在板材的生產和使用過程中均有甲醛釋放，這一缺陷導致了甲醛系膠粘劑最終將在各個領域被禁用。所以開發(fā)無甲醛的適合環(huán)境發(fā)展的新型膠粘劑是膠粘劑產業(yè)的發(fā)展方向。 本研究以聚乙烯醇為分散保護劑，通過醋酸乙烯酯與丙烯酸丁酯進行無皂乳液

2、共聚合，并加入功能性單體丙烯酸，形成自交聯(lián)的水基乳液膠粘劑，再加入乙二醛作為外交聯(lián)劑，使大分子在成膜過程中形成網狀結構，以提高分子聚合物的粘接強度及耐水性。研究了乳液聚合的影響因素以及乳液和乳膠膜的相關性能，測定了聚醋酸乙烯酯共聚物的結構與性能關系。為了進一步提高聚醋酸乙烯酯乳液的耐水性能，將聚醋酸乙烯共聚乳液與自制脲醛樹脂進行了復配，并對其的耐水性等性能進行了相應的研究。 研究結果表明： (1)通過向聚合體系中引入高分

3、子分散保護劑PVA，并與丙烯酸類單體共聚，采用無皂乳液聚合制得穩(wěn)定的醋酸乙烯酯丙烯酸酯共聚物乳液。 (2)無皂乳液聚合制備醋酸乙烯丙烯酸酯共聚物乳液的較佳工藝：采用延遲加料法；m(醋酸乙烯)：m(丙烯酸丁酯)：m(丙烯酸)=6：3：1，w(碳酸氫鈉)=0.5-0.8％；w(引發(fā)劑)=1.5％～1.8％，w(PVA)=6％～7％，反應時間5～6h，反應溫度70～75℃，反應體系pH值為5.0～6.0。 (3)硬軟單體配比為

4、1.5：1～2：1范圍內，乳膠膜的成膜性能較好，同時膠粘強度較高；丙烯酸丁酯的加入，使乳膠膜的耐水性隨之增強，乳膠膜的拉伸強度隨之減小，同時斷裂伸長率隨之增大。 (4)通過液體在乳膠膜表面與水接觸角大小的變化，表明共聚乳液具有一定的耐水性，加入外交聯(lián)劑后，乳液分子發(fā)生了交聯(lián)反應，從而使膠粘劑耐水性有很大提高。 (5)FT-IR證實了P(VAc-BA-AA)中各單體單元的存在；乳液流變性能測定表明乳液為非牛頓流體，有剪切變

5、稀的特點；TEM測定乳液粒子呈的球形，顆粒表面光滑，粒子分布較為均一，經測量計算乳膠粒平均粒徑為200nm；DSC測定共聚物玻璃化轉變溫度為23.2℃，表明有很好的耐寒性。 (6)將聚醋酸乙烯酯共聚乳液用于木材的粘接方面，強度大于9MPa，表明有很強的粘接強度。 以上研究表明：通過無皂乳液聚合制備聚醋酸乙烯酯共聚物乳液的方法是成功的，該方法能夠制備出具有無乳化劑、乳膠粒分布較為均一、表面光滑潔凈的乳液；乳膠膜的耐水性、耐

6、寒性、力學性能以及表面性能較好；該乳液作為纖維板工業(yè)上具有較好的應用效果。 本論文的主要創(chuàng)新點如下： (1)針對傳統(tǒng)聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑存在的耐水性、耐寒性差等不足之處，本論文用與丙烯酸酯類單體共聚改性的方法來提高PVAc乳液的性能，制備出共聚型聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑，產品綜合性能優(yōu)良，且完全不含甲醛，符合環(huán)保要求。 (2)通過無皂乳液聚合制備了穩(wěn)定的聚醋酸乙烯共聚物乳液。本實驗通過向聚合體系中引入高分子分散保

7、護劑PVA及離子型引發(fā)劑，含有親水性基團的功能性單體等方法制得了穩(wěn)定的無皂聚醋酸乙烯酯共聚物乳液。 (3)聚醋酸乙烯酯共聚乳液有很好的耐寒性。在本實驗中丙烯酸丁酯軟單體與醋酸乙烯酯單體進行共聚，使聚合物分子具有較低的玻璃化轉變溫度，賦予醋酸乙烯酯共聚乳液很好的耐寒性。 (4)聚醋酸乙烯酯共聚乳液具有很好的耐水性。共聚乳液中加入功能性單體丙烯酸，使之形成自交聯(lián)網狀結構，并用乙二醛作為外交聯(lián)劑賦予聚合物形成網狀交聯(lián)結構，使聚