纖維板無(wú)甲醛粘合劑的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、在木材制造業(yè)中風(fēng)靡一時(shí)的膠粘劑是“三醛膠”，即酚醛、脲醛和三聚氰氨-甲醛樹(shù)脂膠粘劑，這類(lèi)膠的最大特點(diǎn)是生產(chǎn)成本較低，有一定的耐水性，粘接強(qiáng)度高，即使到現(xiàn)在這三類(lèi)膠粘劑用量仍很大。但這些膠粘劑有一個(gè)致命的弱點(diǎn)就是在板材的生產(chǎn)和使用過(guò)程中均有甲醛釋放，這一缺陷導(dǎo)致了甲醛系膠粘劑最終將在各個(gè)領(lǐng)域被禁用。所以開(kāi)發(fā)無(wú)甲醛的適合環(huán)境發(fā)展的新型膠粘劑是膠粘劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。 本研究以聚乙烯醇為分散保護(hù)劑，通過(guò)醋酸乙烯酯與丙烯酸丁酯進(jìn)行無(wú)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(guò)程中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以提高分子聚合物的粘接強(qiáng)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(guān)性能，測(cè)定了聚醋酸乙烯酯共聚物的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。為了進(jìn)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(shù)脂進(jìn)行了復(fù)配，并對(duì)其的耐水性等性能進(jìn)行了相應(yīng)的研究。 研究結(jié)果表明： (1)通過(guò)向聚合體系中引入高分

3、子分散保護(hù)劑PVA，并與丙烯酸類(lèi)單體共聚，采用無(wú)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(wú)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(yīng)時(shí)間5～6h，反應(yīng)溫度70～75℃，反應(yīng)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(nèi)，乳膠膜的成膜性能較好，同時(shí)膠粘強(qiáng)度較高；丙烯酸丁酯的加入，使乳膠膜的耐水性隨之增強(qiáng)，乳膠膜的拉伸強(qiáng)度隨之減小，同時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率隨之增大。 (4)通過(guò)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(yīng)，從而使膠粘劑耐水性有很大提高。 (5)FT-IR證實(shí)了P(VAc-BA-AA)中各單體單元的存在；乳液流變性能測(cè)定表明乳液為非牛頓流體，有剪切變

5、稀的特點(diǎn)；TEM測(cè)定乳液粒子呈的球形，顆粒表面光滑，粒子分布較為均一，經(jīng)測(cè)量計(jì)算乳膠粒平均粒徑為200nm；DSC測(cè)定共聚物玻璃化轉(zhuǎn)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(qiáng)度大于9MPa，表明有很強(qiáng)的粘接強(qiáng)度。 以上研究表明：通過(guò)無(wú)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(wú)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(xué)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(yīng)用效果。 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下： (1)針對(duì)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(lèi)單體共聚改性的方法來(lái)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(chǎn)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(guò)無(wú)皂乳液聚合制備了穩(wěn)定的聚醋酸乙烯共聚物乳液。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)向聚合體系中引入高分子分散保

7、護(hù)劑PVA及離子型引發(fā)劑，含有親水性基團(tuán)的功能性單體等方法制得了穩(wěn)定的無(wú)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(shí)驗(yàn)中丙烯酸丁酯軟單體與醋酸乙烯酯單體進(jìn)行共聚，使聚合物分子具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并用乙二醛作為外交聯(lián)劑賦予聚合物形成網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使聚