VAE乳液的性能與應(yīng)用

1、VAE乳液的性能及應(yīng)用安瑞杰VAE乳液即醋酸乙烯一一乙烯共聚乳液是一種性能優(yōu)異的粘合劑。VAE乳液無毒無味、價格適中對許多不同材質(zhì)的表面都有極好的粘接效果。因此，這種粘合劑在諸多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。VAE乳液是一種水分散體系，因而避免了溶劑對環(huán)境的影響和不安全隱 患。乙烯賦予聚合物柔軟的特性， 這種柔軟是永久而且不受環(huán)境和氣候 的影響的。VAE乳液不僅可以單獨作為優(yōu)良的粘合劑用于紙品、木材、 塑料、合成布等的粘接，而且還可以很方便的與增稠劑、表面活性劑、 PH調(diào)節(jié)劑、增塑劑、溶劑、防腐劑、填料等多種成份共混，制成各種特 殊用途的粘合劑。1. 添加增稠劑水可溶聚合物型增稠劑能增加被分散的聚合物

2、粒子間連續(xù)相的粘度，從而增加VAE乳液的粘度。聚丙烯酸鈉是一種很有效的 VAE乳液增稠劑。 增稠劑的添加量在1%下時，對剝離強度的影響不大。當添加 7%寸，則明顯降低粘結(jié)強度。羧基丁苯乳液可顯著增加 VAE乳液的粘度，并提高對PVC PP等多種基材的粘接強度。但應(yīng)注意控制加入量，防止粘度過咼2. 添加表面活性劑把烷基聚氧乙烯醚、MS-1等表面活性劑加到 VAE乳液中可使難以潤濕的 表面（如PVC薄膜等）改善潤濕性。有效濃度為每百份乳液 0.11.0%份 表面活性劑。用VAE乳液制造的粘合劑一般不要求加入消泡劑。如遇有泡沫可加入0.10.2%的消泡劑7010或F691。3. 添加PH調(diào)節(jié)劑VAE

3、乳液一般來說在3.08.5PH值圍是穩(wěn)定的。如果把含有VAE乳液的 混合物PH調(diào)至低于3.0 ,那么就會導(dǎo)致過高的增效粘度， 并且在濕潤狀 態(tài)下更迅速地水解，從而使PH值越來越低。當VAE乳液與PH完全不同 的分散系 （例如PH為9.0）混合時，首先應(yīng)當用堿性物質(zhì)把 VAE乳液的 PH調(diào)至7以上。使因PH不同所引起的效應(yīng)減至最小。氨水和氫氧化鈉 是VAE乳液常用PH調(diào)節(jié)劑。4. 添加增塑劑和溶劑添加增塑劑可降低配方的成本，這是因為能夠得到較高的增效粘度。這 種增粘作用允許用水將粘度調(diào)配到所需的粘度，因而降低了粘度。添加增塑劑和溶劑也可以使施工難以粘結(jié)的基質(zhì)性能改進。圖1表明幾種增塑劑：鄰苯二甲

4、酸二丁酯、鄰苯二甲酸丁苯酯、鄰苯二甲酸二丙二醇酯、 鄰苯二甲酸二辛酯這四種增塑劑以15%勺濃度添加使BJ-705增稠的情況。與VAE乳液相容的溶劑包括醋酸3-甲氧基丁酯、醋酸丁酯、醋酸異丁酯、 異佛爾酮、甲苯、二甲苯、甲基異丁基甲 酮、甲醇、“Texa nol”醇酯等。添加溶劑除了影響乳液粘度外，還能潤濕被粘物的表面，提高 對粘接表面的粘接力。例如：在每百份乳液中加入110份甲苯有助于潤濕增塑PVC薄膜那樣的油性表面，在這種PVC薄膜表面上即使?jié)B出痕 量的增塑劑，都會使粘合變得很難。因此加入溶劑能夠促進這種表面的 粘結(jié)。表1列出通過添加108鄰苯二甲酸二丁酯改性 VAE乳液的代表的 粘結(jié)強度值

5、。表1用增塑的VAE乳液進行層合粘接在空氣干燥的剝離強度180° 剝離 KN/m"T"剝離 KN/m用10%DBP增塑的乳液PVC/硬質(zhì)板PVC/層木板 牛皮板/PVC牛皮紙/Mylar聚脂膜 牛皮紙/處理過的PE膜 牛皮紙/涂層的PP膜 牛皮紙/K 型玻璃紙BJ-750 0.5 0.7 0.5 0.7 0.2 0.3 0.2 0.3 0.06 0.08 0.1 0.130.2 0.3BJ-707 0.9 1.1 0.5 0.7 0.2 0.3 0.1 0.2 0.004 0.01 0.1 0.130.2 0.3添加增塑劑能改善VAE乳液對Mylar聚酯的粘結(jié)強度

6、及對K型玻璃紙的 粘結(jié)強度。在這種情況下，鄰苯二甲酸二丁酯增加的粘結(jié)強度比降低的 粘結(jié)強度要大。把15%25%勺異氰酸酯粘結(jié)促進劑加到BJ-705中，通?？梢愿纳茖Α癕ylar ”聚酯的粘結(jié)。因為這種粘結(jié)劑在“ Mylar ”表面進行交聯(lián)。這 個機理與添加增塑劑的機理是相同的。添加增塑劑與添加異氰酸酯這兩種情況都是把極性材料加入到 VAE乳液中來改善對極性基質(zhì)的粘結(jié)。對于非極性基質(zhì)添加增塑劑不但不能提高粘結(jié)強度，反而會降低粘結(jié)強 度。5. 添加填料 在以VAE乳液為基礎(chǔ)的粘合劑中，低成本的填料如粘土和碳酸鈣可作為 填料或填充劑加入。加入干填料能使乳液的粘度明顯增加。如果填料首 先用水分散，那么

7、就可以加入大量的填料而不致于使可操作的粘度過分 地高。BJ-707比其它品種能接受更多的填料。6. 濕強度添加劑VAE乳液的耐水性一般說來是滿足要求的。在需要改進的場合，可以加 入乙二醛、水溶性尿醛樹脂（UF）、三聚氰氨樹脂（MF）或酚醛樹脂。通過 加熱固化可達到優(yōu)異的耐水效果。VAE乳液的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1. 表面粘結(jié)用粘合劑VAE乳液及以VAE乳液為基礎(chǔ)的粘合劑對難以粘結(jié)的合成物比醋酸乙烯 均聚乳液具有更好的粘結(jié)性。在家具行業(yè)，VAE乳液可用于聚氯乙烯裝飾膜與層壓板、刨花板、硬質(zhì)纖維板或纖維板的粘合；防火貼面與層壓 板、刨花板、硬質(zhì)纖維板或纖維板的粘合；以及木質(zhì)如櫸木、水曲柳

8、等 貼面與刨花板、硬質(zhì)纖維板或纖維板的粘合。近年來，隨著我國包VAE裝行業(yè)的迅速發(fā)展，紙塑復(fù)合品在商品包裝方面得到廣泛的應(yīng)用。乳液加入少量助劑即可制成性能優(yōu)異的復(fù)膜膠，用于聚氯乙烯膜、定向聚丙烯膜、聚烯烴膜與彩印紙、牛皮紙等的復(fù)合。在建筑行業(yè)的墻體保 溫中，VAE乳液可用作聚苯乙烯泡沫板與混凝土墻體的粘合劑。由于VAE乳液對纖維的粘結(jié)性能也非常優(yōu)異，所以VAE乳液在無紡布的生產(chǎn)及無 紡布的粘接方面也有廣泛的用途。VAE乳液可用做硬質(zhì)無紡布的粘合劑、 地毯背膠等。2. 粒子粘結(jié)用粘合劑VAE乳液可以把廉價的填料以很高的比例粘結(jié)起來并保持足夠的粘結(jié) 力，從而很好地平衡了成本。 VAE乳液可用于石膏

9、板之間的填縫膠。在 一些特殊領(lǐng)域VAE乳液也有非凡的表現(xiàn)：如將阻燃劑氧化銻、鹵化物或 磷化物粘結(jié)于基質(zhì)上，以增加阻燃性；把重晶石硫酸鋇 粘結(jié)到基質(zhì)上以達到消音的目的。以 VAE乳液為基料，可以生產(chǎn)中高檔外墻涂料。 用VAE乳液為基料的防水涂料，具有優(yōu)良的耐候性、耐酸堿性和耐紫外 線性，可用于異型屋面的防水處理、舊屋面的修補及多彩屋面的施工， 也可用于衛(wèi)浴防水涂層。VAE乳液加入水泥中不僅可以大幅提高水泥的 強度，而且可以減少水泥固化后的空隙而防止?jié)B漏。因而VAE乳液可用于修補混凝土及蓄水池的防滲處理可達到優(yōu)異的效果。VAE乳液與水泥混合，用于磁磚、壁磚貼合，乳液的強大的水合力可防止水泥砂漿中水

10、 份失去得太快，最終獲得極佳的粘接強度，且耐久性極好。另外，VAE乳液還可作為優(yōu)質(zhì)的界面劑，廣泛應(yīng)用于建筑和道橋施工中。3. 用于高速粘接連續(xù)化生產(chǎn)需要快速高效的粘接。BJ-705、706就是為高速粘接而設(shè)計的。當乳液粘合劑中的水份不但被蒸發(fā)而且被吸收到多孔的基質(zhì)中時， 粘結(jié)速度就很快?！袄w維撕裂粘接”就發(fā)生在最后一點水份離開粘合劑 之前。BJ-705經(jīng)過適當?shù)恼{(diào)整可用做高速卷煙的接嘴膠、搭口膠以及紙箱快速成型用膠。4. 用于一次性餐具及食品包裝根據(jù)FDA（美國食品與藥品管理局）相關(guān)規(guī)定，VAE乳液705、707在食品 的生產(chǎn)、制造、包裝、運輸、儲存等過程中是安全的，屬于FDA規(guī)定中的排除檢查

11、之列。這些品種的VAE乳液不僅可以用于粘合劑于食品分離 的場合，也可以用于與食品接觸的地方。因此，VAE乳液作為粘合劑可用于一次性餐具、紙杯及食品包裝行業(yè)。以上VAE乳液的用途，只是對 VAE乳液的一般性的介紹。由于 VAE乳液的廣泛適應(yīng)性，用戶可以根據(jù)自己的實際需要，開發(fā)出適合自身用途的VAE深加工品種。有機化工廠作為國第一家 VAE乳液生產(chǎn)商率先從美國引進了 VAE乳液生 產(chǎn)裝置，目前已具備年產(chǎn)6萬噸VAE乳液的生產(chǎn)能力，是全國最大的VAE 乳液粘合劑生產(chǎn)商。近年來，我們在擴大生產(chǎn)規(guī)模和提高產(chǎn)品質(zhì)量的同 時，不斷研制和開發(fā)新品種 VAE乳液，以滿足各界用戶的需求，回報多 年來新老用戶對有機

12、化工廠的支持和關(guān)愛。VAE乳液是醋酸乙烯（VAc ）與乙烯（Ethylene ）單體乳液 共聚物的簡稱，以它為基料配合增粘劑、增稠劑、交聯(lián)劑、填充劑等制 成的VAE乳液膠粘劑，無毒、無臭、不燃、不爆、無環(huán)境污染、無健 康危害、無火災(zāi)危險，堪稱環(huán)保型膠粘劑°VAE乳液及其膠粘劑具有 干燥速度較快、膠膜柔韌性好、粘接強度高、耐水性較好、耐酸堿、耐 油、耐磨、耐老化等優(yōu)異性能。同時，易于改性，可進一步提高性能，擴 大應(yīng)用圍，廣泛用于無紡布、靜電植絨、PVC膜、建筑裝修、地毯背 襯、紙塑復(fù)合、商品標簽、家具制造、食品包裝、熱熔封裝、遲效膠粘 劑等多種領(lǐng)域°VAE乳液膠粘劑屬重要的水

13、基膠粘劑，符合日益嚴格的環(huán)保要求及膠粘劑的未來發(fā)展方向，因此,大有發(fā)展前途和廣闊應(yīng)用前景。2 VAE乳液的發(fā)展與品種VAE的研制開始于 20世紀30年代,1938年ICI公司發(fā)表了 V AE高壓聚合的專利，壓力為21MPa ,溫度85C。1965年美國空氣產(chǎn) 品及化學(xué)公司開發(fā)出工業(yè)產(chǎn)品，中壓聚合（515MPa ）,主要用作膠粘 劑。20世紀六七十年代VAE乳液得到了迅速發(fā)展 ，性能不斷提高。80 年代后開始研究VAE三元共聚乳液，如醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯、醋 酸乙烯-乙烯-丙烯酰胺、醋酸乙烯-乙烯-馬來酸酯、醋酸乙烯-乙烯-不 飽和二元酸等。加入丙烯酸與醋酸乙烯和乙烯共聚制得了羥基化VAE

14、乳液，增加了對金屬的粘接性，為交聯(lián)提供了活性點，還可增稠。近年來 又有醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸異辛酯-甲基丙烯磺酸鈉四元共聚物的報 道。為了提高固化速度和粘接強度，已經(jīng)出現(xiàn)了高固含量（65%75%的 VAE乳液產(chǎn)品。VAE乳液制備通常采用中壓乳液聚合工藝，乙烯質(zhì)量分數(shù)為10%40%,般為14%-18%使用不同保護膠體，其乳液的結(jié)構(gòu)和性能均 有差別。以聚乙烯醇為保護膠體制得的VAE乳液粘性優(yōu)，固化速度快,對PVC膜粘接力強，但耐水性較差，且不能與硼砂和糊精配用。以非離 子表面活性劑和羧甲基纖維素相配合的保護體系，其VAE乳液對PVC粘接性優(yōu)異，耐水性較好，能與硼砂和糊精配用，但濕粘性差，固化速 度

15、較慢2。國產(chǎn)VAE乳液的版號有EJ -701、705、706、707、710、 735; CW 40-700、701、702、703、704、716、717、719A; JWEVA -123,4,具體性能見表1。3VAE乳液膠粘劑的特點由于VAE乳液分子中引入了乙烯鏈段，起到增塑作用，降低了玻璃化溫度和成膜溫度，從而賦予VAE乳液膠粘劑許多優(yōu)良性能，其特點如下:1）初粘性和濕粘性好，固化速度較快，室溫下510mi n即可硬 化結(jié)膜,貯存穩(wěn)定，在正常條件下貯存期為12ao2）固化后的膠膜無色透明，柔韌不脆，回彈性好，伸長率可達600%3）耐水性、耐堿性、耐磨性、耐蠕變、耐凍融性較好°V

16、AE膠 膜在弱堿和弱酸介質(zhì)中浸泡1年之后性能也不會變。4）耐候性好，對氧、紫外線穩(wěn)定，不易老化。5）無毒、無味、無害,含醛量小于38X 10-6,適合衛(wèi)生和食品之用， 可用于生產(chǎn)衛(wèi)生材料，如衛(wèi)生巾、尿布、醫(yī)療用布、揩手巾、手術(shù)帽等 即棄用布以及食品包裝。6）與其他水基膠粘劑相容性好，易于改性獲得新的性能。7）表面力小，適宜粘接低表面能材料，如PE、PP、PS等。8）適應(yīng)性強,對多種材料都有良好的粘接性,尤其對薄膜制品如 PVC、聚酯、尼龍等有良好的粘接性。9）水分揮發(fā)后的干膠膜，可進行熱熔封合，熱封溫度為8290C。10）涂膠、清洗容易，使用安全、方便。4 VAE乳液膠粘劑的改性VAE乳液雖然

17、有時可直接用作膠粘劑 ，但性能不夠理想，應(yīng)用受 到限制。如果通過共混、交聯(lián)、水解、增粘等手段 ，可以改善和提高性 能,使VAE乳液膠粘劑能夠滿足更多的需要。4.1提高初粘性將適量的松香或松香酯加入VAE乳液中，可有效地提高初粘性，同時也能提高粘接強度。加入的方式可以是先將松香溶于甲苯或其他有機溶劑（如石油醚）7,在有少量乳化劑存在下，高速攪拌制成松香乳液 然后視需要按適當比例與VAE乳液混合均勻，也可將松香甲苯溶液按一定比例與VAE乳液直接攪拌乳化混合，所制得的改性VAE乳液膠粘劑對PVC膜與人造板或金屬板的粘接復(fù)合特別有效。 為避免甲苯對 環(huán)境和健康的危害，可制備無苯松香乳液。將松香投入反應(yīng)

18、瓶中，加入D BP ,加熱至松香熔化,在強烈攪拌下滴入酪素-KOH溶液（30 min 滴完）,然后滴加明膠溶液，攪拌30mi n ,降溫出料。乳化液為淡黃色粘 稠液體，固含量41%8。32 提高粘接強度于VAE乳液中加入適量的對叔丁酚甲醛樹脂（2402樹脂）甲苯溶液,攪拌混合均勻，制成改性VAE乳液膠粘劑，粘接強度有很大提高， 非常適宜經(jīng)表面處理的PE與木板的粘接。如果將松香甲苯溶液和萜烯樹脂甲苯溶液同時加入VAE乳液，則有協(xié)同增強效果，比單獨使用某種樹脂時剝離強度明顯提高，例如，將3%公香甲苯溶液和7%勺萜烯樹脂 甲苯溶液同時加入VAE中，PVC復(fù)合膜的剝離強度最高。4 3 提高耐水性1）

19、將TDI的甲苯溶液或PAPI的DBP溶液加入VAE乳液中,可以大大提高耐水性和粘接強度，粘接木板水泡 4 d不開膠。2）VAE乳液在少量NaO H水溶液和甲醇存在下于50C進行水解處理，膠粘劑表面和部都產(chǎn)生強極性的羥基9。再加入VAE液量8%勺TD I （甲苯溶液）和適量的二月桂酸二丁基錫催化劑，得到交聯(lián)的VAE乳 液,耐水性大為提高。3）以VAE乳液為聚合種子，與丙烯酸丁酯和甲 基丙烯酸縮水甘油酯單體在引發(fā)劑存在下 ，于72 °C /（23） h進行乳液 共聚而得VAE / BA-GMA復(fù)合乳液。耐水性改善，經(jīng)熱處理交聯(lián)后， 吸水性為5.4%。44 提高固化速度提高乳液的固含量可以

20、加速固化。日本已制成固含量65%75%勺V AE乳液（見JP 6-100751）,粘度10000mPa ? s ,干燥速度快，與溶 劑型膠粘劑相似。該乳液能夠粘接聚烯烴塑料，具有良好的初粘性和終 強度,可替代溶劑型膠粘劑，有益于環(huán)境保護，很有發(fā)展前景。另外,混入 聚氨酯乳液，也可提高VAE乳液的固化速度。加入少量無水乙醇，可加速VAE乳液干燥結(jié)膜。4.5 提高粘度加入鄰苯二甲酸酯類（如DBP、DOP等）和有機溶劑（甲苯等）可 以提高VAE乳液的粘度。DBP的加入量以100gVAE乳液加10 15g為宜。如將少量的苯丙乳液或三乙醇胺加入VAE乳液中，能明顯地提高粘度。4.6 降低成本于VAE乳液

21、中加入聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇縮甲醛 （10%）、聚乙烯 醇水溶液、輕質(zhì)碳酸鈣和超細滑石粉等都可降低成本。 例如VAE乳液 （707）50（質(zhì)量份）、聚乙烯醇縮甲醛溶液 50份、乙二酸2份，所得的改 性VAE乳液膠粘劑對木材、 紙品、織物、無紡布等都有很強的粘接性， 固化速度快、耐水性好、貯存穩(wěn)定、價格低廉。4 VAE乳液膠粘劑的品種與應(yīng)用VAE乳液膠粘劑品種很多，如PVC高強粘合劑，多功能建筑膠、無紡布粘合劑、紙塑復(fù)合膠粘劑、拼板膠、地板膠、卷煙膠、地毯背襯 膠、壁紙膠、鋁箔膠、紙管膠、裝訂膠、標簽?zāi)z、植絨膠、皮革膠、屋 面防水膠、壓敏膠粘劑、遲效膠粘劑等 ，在建筑、家具、印刷、紡織、 卷煙

22、、包裝、紙品等行業(yè)都有成功的應(yīng)用。下面簡介一些具體品種。1） 888多用途建筑膠是由VAE乳液和其他添加劑組成，用于各種微孔建筑材料的粘接。2） 903多功能建筑膠是以VAE乳液、復(fù)合增粘樹脂和硅酸鹽類無機膠粘劑等制成。用于瓷磚和馬賽克的粘 貼。3） CP -1軟泡沫復(fù)合膠粘劑主要組成為VAE乳液、丙烯酸酯-醋酸乙烯乳液等。用于聚氨酯軟泡與滌綸布、針織布等的復(fù)合粘接。4） BST -7水基紙塑復(fù)合膠粘劑11 主要成分為VAE乳液（707 或705）100（質(zhì)量份）、復(fù)配型改性松香10份、有機磷酸酯（TBP ）2 7 份、消泡劑等。性能相當于國外產(chǎn)品AROCOAT。可代替溶劑型復(fù) 膜膠用于印刷紙

23、與BOPP復(fù)合。5） J -148 PVC膜-木復(fù)合用膠粘劑其組成為VAE乳液、松香樹脂、萜烯樹脂、增稠劑和增塑劑（DBP ）。用于PVC木紋膜與膠合板、刨花板等木制品的復(fù)合粘接。6）P V C片材與人造板粘接用膠粘劑 主要成分為VA E乳液（706）100（質(zhì)量份）、松香20份、助劑A （增稠）7份、PVA仃-88 0.5份、穩(wěn)定劑4份、非離子表面活性劑1份。7） TF -1復(fù)合薄膜膠粘劑 基本組成為VAE乳液，適用于聚烯烴薄膜與紙復(fù)合（PP或PE須經(jīng) 電暈處理）。8）VAE系 列高速卷煙機用膠粘劑 VAE乳 液（707）55（質(zhì)量份）、改性單體30份、混合無皂乳化劑1 0份、DBP （ DOP ）5份、助劑（蓖麻油、磷酸三丁酯、乙二醇等）適量,消泡劑適量， 用作高速卷煙機上搭口、接咀、成型、包裝通用的膠粘劑。9） XK型高速卷煙