木材涂料與膠黏劑11-13章

1.木質(zhì)家具的部件開(kāi)隼了，你如何處理？2.木質(zhì)家具開(kāi)裂了，你如何修理？3.刨花板家具的金屬連接件松動(dòng)、脫落了，你怎么辦？第四章、烯類(lèi)高聚物膠粘劑要點(diǎn)：1.聚醋酸乙烯酯膠粘劑的優(yōu)缺點(diǎn)與用途；2.反應(yīng)機(jī)理與生成反應(yīng)、生產(chǎn)工藝；3.乳膠結(jié)構(gòu)與性能的影響因素（包括乳化劑、引發(fā)劑、增塑劑、攪拌速度、聚合溫度等）；4.乳膠的幾種改性方法；5.了解丙烯酸酯類(lèi)膠粘劑的一些知識(shí)。第四章、烯類(lèi)高聚物膠粘劑常用烯類(lèi)膠粘劑:聚醋酸乙烯酯乳液、醋酸乙烯酯共聚乳液和丙烯酸酯類(lèi)膠粘劑。第一節(jié)聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑

聚醋酸乙烯酯（聚乙酸乙烯酯，英文縮寫(xiě)PVAc）乳液膠粘劑是以醋酸乙烯作為單體在分散介質(zhì)水中經(jīng)乳液聚合而制得的，俗稱(chēng)白膠或乳白膠。一、PVAc乳液膠粘劑性能優(yōu)點(diǎn)：

1，良好安全的操作性能。

無(wú)毒、無(wú)腐蝕，無(wú)火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)，可用水洗滌。2、常溫膠接3、干狀膠接強(qiáng)度高4、膠層韌性好，不損害刀具。5、貯存期長(zhǎng)，使用方便。貯存期可達(dá)1年以上，可直接使用。6、不易產(chǎn)生缺膠或透膠7、固化后的膠層無(wú)色透明，不會(huì)污染板面。缺點(diǎn)：1、耐水、耐濕性差2、耐熱性差3、易出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象4、低溫易凍結(jié)而影響使用5，對(duì)非極性材料膠接強(qiáng)度不高如聚烯烴類(lèi)塑料。6，最低成膜溫度高，冬季膠接不理想未加增塑劑、未改性PVAc的在15℃以下難以成膜。二、原料

1，醋酸乙烯酯無(wú)色、可燃液體、蒸氣有毒。有氧化物存在時(shí)易聚合，無(wú)阻聚劑時(shí)存放時(shí)間不可超過(guò)24h。

2，分散介質(zhì)水，安全、易得。反應(yīng)易控制。用量：總重量的50-80％。3，引發(fā)劑

常用過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀

用量：?jiǎn)误w重量的0.1-1％。4，乳化劑

常用的有OP-10，C8H17―－O(CH2CH2O)nH

（辛烷基酚聚氧乙烯醚），烷基硫酸鈉，烷基苯磺酸鈉等。用量：水乳液重量的0.01-5％。臨界膠束濃度（CMC）。5，保護(hù)膠體

動(dòng)物膠、聚乙烯醇、聚丙烯酸鈉等。

PVA常用的有，1788，1799，2088。

用量：乳液重量的1-4％。6，分子量調(diào)節(jié)劑

四氯化碳、硫醇等。用量：?jiǎn)误w重量的2-5％。7，緩沖劑

碳酸鹽、醋酸鹽、磷酸鹽等。用量：?jiǎn)误w重量的0.3-5％。8，增塑劑

鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲苯酯（阻燃）等。用量：?jiǎn)误w重量的10-15％。9，凍融穩(wěn)定劑

醇類(lèi)。用量：總重量的2-10％。10，消泡劑

硅油、高級(jí)醇。用量：總重量的0.2-3％。11，防腐劑

甲醛、苯酚、季胺鹽。用量：?jiǎn)误w重量的0.2-0.3％。三、聚醋酸乙烯酯膠粘劑的合成原理1，鏈引發(fā)引發(fā)劑分解S2O82-

2SO4－?

初級(jí)自由基的形成

SO4－?＋CH3COOCH＝CH2－

SO4－

CH2－CH?CH3COO2，鏈增長(zhǎng)－

SO4－

CH2－CH?＋nCH3COOCH＝CH2CH3COO

－

SO4－

CH2－CH

－CH2－CH?CH3COOCH3COO

n3，鏈終止

A，偶合B，歧化－

SO4－

CH2－CH

－CH2－CH?CH3COOCH3COO4，鏈轉(zhuǎn)移

n四、乳液聚合機(jī)理

聚醋酸乙烯酯可以通過(guò)本體聚合、溶液聚合、乳液聚合來(lái)合成。大多數(shù)采用乳液聚合，特別是木材用膠粘劑。乳液聚合是單體在乳化劑作用下分散在水中進(jìn)行的聚合。體系主要由單體、水、乳化劑及水溶性引發(fā)劑組成。

（一）聚合場(chǎng)所

R。R。單體增溶膠束膠束引發(fā)劑（二）、成核機(jī)理

1，膠束成核：自由基進(jìn)入增溶膠束，引發(fā)聚合。

2，均相成核：自由基引發(fā)溶液中的單體，吸附乳化劑而穩(wěn)定，形成和膠束成核過(guò)程同樣的粒子。（三）、聚合過(guò)程

1，升速階段（乳膠粒生成階段）自由基進(jìn)行引發(fā)、增長(zhǎng)，膠束成核、均相成核，乳膠粒數(shù)不斷增長(zhǎng)。液滴提供單體，乳膠粒不斷長(zhǎng)大，吸附更多的乳化劑保持穩(wěn)定。當(dāng)水相中的乳化劑濃度低于CMC時(shí)，未成核膠束慢慢消失。乳膠粒數(shù)固定下來(lái)。

2，恒速階段

乳膠粒數(shù)保持不變，液滴數(shù)逐漸減少直至消失。3，降速階段

單體液滴消失后，乳膠粒內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，但是單體濃度下降，直至結(jié)束。五，PVAc乳液質(zhì)量影響因素（一）乳化劑種類(lèi)：CMC小、形成增溶膠束多的乳化劑，有利于得到細(xì)膩、穩(wěn)定的乳液。用量：水乳液重量的0.01-5％。用量多時(shí)，粒子細(xì)、穩(wěn)定，聚合反應(yīng)快，相對(duì)分子量大。但耐水性差。融結(jié)成連續(xù)皮膜分子鏈柔性、增塑劑、核殼結(jié)構(gòu)、微膠粒、溶劑（空隙）（二）引發(fā)劑用量

聚合速率與引發(fā)劑濃度的2/5次方成正比；分子量（聚合度）與引發(fā)劑濃度的3/5次方成反比。盡量減少引發(fā)劑用量，可以提高產(chǎn)品的聚合度。（三）攪拌強(qiáng)度的影響

快：利于傳熱，但易破乳，乳膠粒直徑大，氧氣阻聚。慢：易造成局部過(guò)熱。應(yīng)盡可能采用較小的攪拌速度。（四）反應(yīng)溫度

溫度高，聚合速率快、分子量小。但易破乳、凝膠。六、合成工藝（一）工藝特點(diǎn)1、加料方式（1）一次性加入。（2）單體滴加，其他一次性加入。（3）乳化劑、5－15％的單體、30－40％的引發(fā)劑先加入，然后滴加余下的單體和引發(fā)劑。引發(fā)劑也可間隔加入。

現(xiàn)在工廠大多采用第三工藝。

其他添加劑，如pH值調(diào)節(jié)劑、凍融穩(wěn)定劑、防腐劑等都在降溫后加入。2、反應(yīng)溫度現(xiàn)在工廠大多采用70－80℃滴加單體，后期升溫到90－95℃熟化。名稱(chēng)試劑規(guī)格用量單體醋酸乙烯酯聚合級(jí)30～60ml助乳化劑聚乙烯醇8%水溶液100ml乳化劑OP-10工業(yè)級(jí)0.6g(約15滴)引發(fā)劑過(guò)硫酸銨10%水溶液5ml（3ml＋2ml）增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯AR3mlpH調(diào)節(jié)劑碳酸氫納5％水溶液6ml原料配比實(shí)驗(yàn)步驟1、將聚乙烯醇、OP-10加入三口瓶，開(kāi)動(dòng)攪拌，然后加入3ml引發(fā)劑、10ml醋酸乙烯。2、加熱水浴，使溫度升至60-65℃，反應(yīng)10～30min。升溫并控制浴溫在75-80℃。取下溫度計(jì)，開(kāi)始滴加剩余單體20～50ml。滴加速度控制在30-40滴/min，注意控制反應(yīng)溫度不變。3、單體滴加完后，繼續(xù)反應(yīng)10min，升溫至90℃。然后降溫至40℃，鄰苯二甲酸二丁酯、碳酸氫納，攪拌10min。出料。（二）

幾種新型乳液聚合（一）核殼結(jié)構(gòu)乳液核：硬質(zhì)聚合物；殼：軟質(zhì)聚合物MFT低核：軟質(zhì)聚合物；殼：硬質(zhì)聚合物膠層韌性好，皮膜不會(huì)出現(xiàn)發(fā)粘。一般采用種子聚合。（二）無(wú)皂乳液聚合

不使用乳化劑的聚合。（三）超微粒乳液（水溶膠）

最低成膜溫度低；成膜均勻、致密；耐水性好。主要通過(guò)加氨乳化。七、應(yīng)用及改性（一）應(yīng)用乳膠的應(yīng)用非常廣泛，建筑、裝修、包裝、木材加工等。

1，木材膠接條件

木材含水率5－12％，單面涂膠量100－110g/m2，膠接壓力0.49MPa。常溫膠接，加壓時(shí)間隨溫度不同而不同；加熱膠接，80℃。膠接溫度必須高于最低成膜溫度（MFT，能使乳液形成連續(xù)膠膜的最低溫度）。

2，調(diào)膠

可以直接使用，也可以根據(jù)需要添加增粘劑、干燥速度調(diào)節(jié)劑。

3，貯存

玻璃、塑料容器，密封、防凍。（二）改性

1，縮短變定時(shí)間

提高固含量；添加增粘劑，如松香及其衍生物、酚醛樹(shù)脂（使乳膠的濕膜和干膜軟化）；添加增塑劑或溶劑，軟化聚合物微粒，促進(jìn)聚結(jié)。

2，克服冷流現(xiàn)象（蠕變）、提高耐熱、耐候性

加入交聯(lián)劑－共混、共聚共混：脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、多價(jià)金屬鹽、多異氰酸酯；共聚：N－羥甲基丙烯酰胺、丙烯酸

3，降低最低成膜溫度

內(nèi)增塑：與乙烯、長(zhǎng)鏈丙烯酸酯等共聚。外增塑：加增塑劑。量太多，影響膠接耐久性、抗蠕變性。添加成膜劑：苯酚、間苯二酚、甲酚等（有毒！）。

4，提高耐水性

與脲醛樹(shù)脂、多異氰酸酯、天然膠乳、丁苯膠乳、氯丁膠乳、丙烯酸酯乳液、金屬鹽共混；共聚保護(hù)膠體聚乙烯醇的接枝改性、縮甲醛化。第二節(jié)醋酸乙烯酯共聚乳液膠粘劑共聚改性的作用有：1，內(nèi)增塑（丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯、乙烯）；2，內(nèi)交聯(lián)（丙烯酸、N－羥甲基丙烯酰胺）；3，內(nèi)增塑和內(nèi)交聯(lián)（三元共聚）。一、乙烯－乙酸乙烯酯共聚乳液（EVA乳液）是較為成功的一種改性乳液。1，原料：除乙烯外其他大致與PVAc均聚乳液相同。乙烯：純度在98％以上。2，合成工藝與PVAc大致相同，但需要壓力。3，EVA乳液的性能與應(yīng)用

－

CH2－CH

－

CH2－CH

－

CH2－CH

——CH3COOCH3COO

性能：除具有均聚乳液的特點(diǎn)外，低溫成膜性好，耐水性、耐酸堿性好，膠接面廣。應(yīng)用：木材、皮革、水泥、金屬、塑料等的膠接，還用于乳膠涂料制造、過(guò)濾煙嘴的膠貼。二、乙酸乙烯酯－N－羥甲基丙烯酰胺(VNA)共聚乳液－

CH2－CH

－

CH2－CH

－

CH2－CH

——CH3COOC＝OOOCCH3NHCH2OH合成工藝：與PVAc聚合工藝相同。只是N－羥甲基丙烯酰胺要分批單獨(dú)加入。性能：在熱和酸性固化劑作用下，能自交聯(lián)成為不溶性。耐水、耐熱、耐蠕變。應(yīng)用：人造板微薄木、聚氯乙烯貼面。。四、其他乙酸乙烯酯共聚乳液（一）乙酸乙烯－丙烯酸丁酯－N－羥甲基丙烯酰胺（VBN）三元、多元共聚乳液－

CH2－CH

－

CH2－CH

－

CH2－CH

——CH3COOC＝OCOO(CH2)3CH3NHCH2OH（二）乙酸乙烯－丙烯酸丁酯－氯乙烯（VBC）共聚乳液聚氯乙烯薄膜與人造板的膠接，木材、纖維、皮革、陶瓷等的膠接。第三節(jié)丙烯酸酯膠粘劑丙烯酸酯類(lèi)膠粘劑是以丙烯酸酯的均聚物或共聚物為基料的膠粘劑，它們是合成膠粘劑中的后起之秀，性能獨(dú)特、品種繁多。一、-氰基丙烯酸酯膠粘劑主要成分：-氰基丙烯酸酯CH2＝C

－

COORCN優(yōu)點(diǎn)：

1、使用方便單組分，常溫固化，固化迅速，便于流水作業(yè)，被膠接物表面不需特殊處理；2、使用量少粘度低，用量少；3、膠接強(qiáng)度高，應(yīng)用廣；4、膠層透明，氣密性好。缺點(diǎn)：

1，固化快，不適宜大面積膠接；

2，耐水耐濕和耐溶劑性差，耐熱性差；

3，膠層脆，不耐沖擊；

4，價(jià)格貴；

5，具有一定的刺激性氣味?？梢杂脻竦臒崦碓谡?02那里。十幾分鐘后固化的502就會(huì)變軟，就可以清除了。還有可以在有502的地方再滴上一滴502，固化了的502也會(huì)變軟，這樣子用毛巾也能除去。在原處滴上502使原來(lái)的502融化，然后迅速用水洗掉。用絕緣油，倒點(diǎn)變壓器里的絕緣油在桌上，502膠水很快變軟，可以很快搓掉了。502膠水是一種瞬間膠，只要用溶解的有機(jī)溶劑就可以，比如丙酮。小面積粘上502膠水,只要用熱水浸泡一下就可以，如果大面積沾上502膠水,涂上丙酮，大約等5～10分鐘就可以除去。合成工藝：在三口瓶中加入1）2），加熱至70℃后停止加熱。在攪拌下用滴液漏斗緩慢加入3）4）的混合物,約15分鐘加完。待反應(yīng)不放熱時(shí)至劇烈回流,通過(guò)分水器除水,約1小時(shí)后分出水70～72ml,再加入5）6）繼續(xù)回流分水,蒸出2）,直至蒸氣溫度超過(guò)83℃。冷卻至60～70℃后,加入7）5g、8）2g,攪拌均勻,然后換成減壓蒸餾裝置,在1.33KPa的負(fù)壓下進(jìn)行裂解,收集沸點(diǎn)90～180℃的粗品約110～120g,接收瓶中裝有2g80.5g。將粗產(chǎn)品在通有SO2的氣氛中,2.67KPa的負(fù)壓下再蒸一次,收集80～100℃餾份可得87～95g精單體(α-氰基丙烯酸乙酯)。再按α-氰基丙烯酸乙酯94%、聚甲基丙烯酸甲酯3%、磷酸三甲酚酯3%、對(duì)苯二酚微量、二氧化硫微量，配制α-膠。原料配方1)氰乙酸乙酯(>94%)126克，2）二氯乙烷80～100毫升，3）甲醛(37%)82克，4）六氫吡啶0.4～0.5毫升，5）鄰苯二甲酸二丁酯40毫升，6）對(duì)甲基苯磺酸1克，7）五氧化二磷7克，8）對(duì)苯二酚2.5克，9）二氧化硫微量。

-氰基丙烯酸酯CH2＝C

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COORCN固化機(jī)理：陰離子聚合常用：501、502；另外還有503、504、508等。二、聚丙烯酸酯壓敏膠壓敏膠，俗稱(chēng)不干膠，是一種對(duì)壓力敏感的膠粘劑。常以膠帶或膠片的形式使用。最初常用天然橡膠型，后來(lái)又出現(xiàn)合成樹(shù)脂型。丙烯酸酯壓敏膠屬于合成樹(shù)脂類(lèi)。9（一），丙烯酸酯壓敏膠的性能

1，膠層透明；2，耐候性、耐熱性、耐油性、耐溶劑性好；3，對(duì)皮膚無(wú)損害，可制醫(yī)用膠粘帶；4，易通過(guò)改性提高性能；5，初粘力、潤(rùn)濕性差；6，價(jià)格高。（二），丙烯酸酯壓敏膠基本組成

1，粘附成分（軟單體）：丙烯酸異辛酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸-乙基己酯。50－80％；賦予粘附性和潤(rùn)濕性。

2，內(nèi)聚成分（硬單體）：乙酸乙烯酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等。20－40％，賦予內(nèi)聚力，耐水性、透明性等。

3，改性成分（改性單體）：能與粘附成分、內(nèi)聚成分共聚的，帶有官能團(tuán)的單體。（三），合成

乳液型丙烯酸酯壓敏膠合成實(shí)例原料用量丙烯酸2-乙基己酯90

丙烯酸7

甲基丙烯酸2

鄰苯二甲酸二丙烯酯1

過(guò)硫酸銨0.2

蒸餾水100

聚氧乙烯烷基芳基醚硫酸酯4操作工藝：加入1/4的單體、水、乳化劑，攪拌加熱到70℃，加1/2引發(fā)劑，滴加剩余的混合單體，75-80℃反應(yīng)。再添加剩余的引發(fā)劑，反應(yīng)2h。冷卻，降溫。（四），應(yīng)用壓敏膠主要用作以塑料薄膜為基材的壓敏膠片、膠帶、雙面膠帶、泡沫材料的壓敏膠加工產(chǎn)品。也可