第15卷第1期木材工業(yè)2001年1月Vol. 15 No. 1CHINA WOOD INDUSTRYJanuary 2001哪用數(shù)術(shù)聚乙酸乙烯酯乳液膠的改性張求慧,吳瑞萱,韋錚,張得榮(北京林業(yè)大學(xué)森林工業(yè)學(xué)院，北京10083)摘要:本文介紹了用該改性乳液膠合的貼面膠合板的性能改性聚乙酸乙烯酯共聚乳液膠粘劑的聚合工藝。經(jīng)過改性的乳液膠具有良好的耐水性,達(dá)到并超過日本二類特種合板標(biāo)準(zhǔn),且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,原料易得,成本與普通乙酸乙烯酯均聚乳液接近,具有較強(qiáng)的實(shí)用性。關(guān)鍵詞:聚乙酸乙烯酯共聚乳液; 改性劑;耐水性中圖分類號(hào):TQ4334+ 33文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章蝙號(hào):1001-8654(2001)01-0026-02Modification of Polyvinyl Acetate EmulsionZHANG Qiu-hui ,WU Rui- xuan, WEI Zheng ZHANG De-rong(College of Forest Products and Engineering, Beiing Forestry University, Beig 1008 )Abstract: This paper discusses the modification of polyvinyl acetate (PVAc) emulsion based onthe results of experiment and chose the optimun formula of the PVAc composition after the perfor-mance evaluation test of the PVAc emulsion. It was found that the modified PVAc showed exellntwater resistance and good properties of adhesive strength.Key words: PV Ac emulsion; Modifier ; Water resistance聚乙酸乙烯酯乳液膠粘劑具有價(jià)格低廉、易于生乳液聚合裝置500 mL四口瓶,300 mL冷卻產(chǎn)、粘接強(qiáng)度高、使用方便、無環(huán)境污染等特點(diǎn),所以器,200 mL滴液漏斗,100 C水銀溫度計(jì),電動(dòng)攪拌廣泛應(yīng)用于木材加工.書籍裝訂、紙袋、硬紙板加工、器,水浴鍋,加熱器。飲料杯、包封、折疊盒.多層復(fù)合裝運(yùn)袋、標(biāo)簽、箔制數(shù)字酸度計(jì)品薄膜與紙張轉(zhuǎn)移印花、香煙濾紙、絕緣材料、襯墊旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)NDJ-1 型，上海天平儀器廠。材料、汽車內(nèi)裝飾、皮革加工和瓷磚粘貼等。目前世界.光學(xué)顯微鏡XSE -109B型,寧波永新光學(xué)儀器上聚乙酸乙烯酯乳波膠的年產(chǎn)量已達(dá)到300萬(wàn)t,我有限公司。國(guó)的生產(chǎn)能力亦已達(dá)到近30萬(wàn)t的水平。電子天平FA1004 型,精確度0.0001 g,上海盡管聚乙酸乙烯酯乳液膠粘劑具有很明顯的優(yōu)天平儀器廠。勢(shì),但同時(shí)也存在著耐水性、耐熱性差,膠層易蠕變等1.2 試驗(yàn)材料缺點(diǎn),影響了它的使用與發(fā)展。從50年代至今,國(guó)內(nèi)乳膠制備用原料及規(guī)格見表1。外為改善其性能做了大量工作。本研究在總結(jié)前人研表1乳膠制備 用原料及規(guī)格Tab.1 Raw material and its specifications究成果的基礎(chǔ).上,采用多元共聚的方法制成改性聚乙for modified PV Ac emulsion酸乙烯酯乳液膠粘劑,以期改善聚乙酸乙烯酯乳液原原料規(guī)格_有的性能,特別是乳液膠的耐水性。pH調(diào)節(jié)劑2分析純中國(guó)煤化工陰離子表面活性劑分析純1試驗(yàn)部分TYHCN.MHGDBP)二鄰苯二甲酸二丁酯化于地(OP-10)改性劑單體A化學(xué)純1.1儀器設(shè)備蒸餾水改性劑單體B收稿日期:2000-05-29pH調(diào)節(jié)劑1第一作者:張求慧(1960-),女，北京林業(yè)大學(xué)森林工業(yè)學(xué)院副教授。注:改性劑單體A,B均為丙烯酸類,市售.萬(wàn)研數(shù)據(jù)第15卷第1期木材工業(yè)2001年1月壓板試驗(yàn)用材料:及改性配方2,做放大試驗(yàn),同時(shí)做聚乙酸乙烯酯均楊木膠合板厚3.0 mm,規(guī)格1220 mmX 2440聚乳液的平行試驗(yàn),進(jìn)行對(duì)比。mm;1.5改性 乳液質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)方法櫻桃木薄木厚0.5 mm,規(guī)格30 mmX 1200.按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)分別測(cè)試改性乳液1.改性乳液2及均聚乳液的如下指標(biāo):1.3試驗(yàn)過程(1)外觀按GB 11175-89規(guī)定測(cè)試。1.3.1乳液制備根據(jù)前期準(zhǔn) 備試驗(yàn),為了選擇(2)pH值按GB 8325規(guī)定測(cè)試。PVA單體及確定改性劑A、B的配比范圍、PVA-(3)粘度用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定,測(cè)定溫1788及PVA-1799用量、陰離子表面活性劑取值范度為(30士0.5)C。圍.OP-10的取值范圍、過硫酸銨取值范圍,按正交(4)粒度樣品用適 量水稀釋后,用放大倍數(shù)為試驗(yàn)表進(jìn)行改性乳膠制備預(yù)試驗(yàn)。具體步驟如1600倍的光學(xué)顯微鏡觀察樣品微觀狀態(tài),目測(cè)乳液下:顆粒的直徑。①將水加入反應(yīng)釜,開動(dòng)攪拌器，緩慢加入(5)蒸發(fā)剩余物按 GB 11175-89規(guī)定測(cè)試。PVA,常溫下攪拌1 h后放置過夜。(6)膠層耐水性參照日本農(nóng)林省 頒布的特殊合②攪拌放置過夜的溶液，并均勻升溫至(90士板標(biāo)準(zhǔn)(日本農(nóng)林水產(chǎn)省告示第1099號(hào),1997年)中2)C,保溫2h至PVA全部溶解。的二類板標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。將薄木貼面膠合板鋸制成規(guī)格為③降溫至50 C ,加入單體總量的15% ,攪拌3075 mm X 75 mm的試件,放在(70土3)C的水中浸漬min,再加入總量50%的引發(fā)劑溶液,攪拌乳化302 h,再在(60士3)C條件下干燥3 h,觀察試件邊緣膠min(本步驟的溫度需保持在50~55C)。層的脫膠情況。試樣邊緣同一層膠層間無連續(xù)25④緩慢升溫至75~80C。mm長(zhǎng)之脫膠痕跡者,或在同一膠接層及同- -邊緣⑤待回流減少,開始向反應(yīng)釜滴加單體,用引發(fā).上,有兩處以。上之脫膠痕跡,但總計(jì)長(zhǎng)度不超過25劑控制反應(yīng)在78~80C ,約4~5 h滴完(每小時(shí)滴加mm者為合格?？偭康?%)。(7)表面結(jié)合強(qiáng)度參照GB/T 17656-1999 進(jìn)⑥單體加完,加入余下的引發(fā)劑,逐步升溫至90行。用環(huán)氧樹脂膠將規(guī)格為50 mmX 50 mm的貼面~95'C ,保溫30 min。膠合板試件.上下兩面分別與邊長(zhǎng)為50 mm,且開有⑦冷卻至50C以下，加入pH調(diào)節(jié)劑,攪拌30溝槽的方形金屬塊粘接好,放置24 h后進(jìn)行抗拉測(cè)min后放料。試，記下破壞時(shí)的最大載荷。強(qiáng)度值達(dá)0. 4 N/mm2以1.3.2 壓板試驗(yàn)將試驗(yàn)用膠合板及刨切薄木裁成上者為合格。幅面為300 mm X 300 mm規(guī)格的小板,進(jìn)行貼面膠合板耐水性及強(qiáng)度性能的檢測(cè),以考察改性乳膠的性2結(jié)果與討論能。壓板工藝參數(shù)根據(jù)正交試驗(yàn)確定為:涂膠量2002.1測(cè)試結(jié)果(見表 2)。g/m2;陳放時(shí)間8min;熱壓溫度(85士5)C;熱壓壓2.2 討論力0. 75 MPa;熱壓時(shí)間1 min.2.2. 1乳化劑對(duì)乳液改性的影響 乳化劑是 聚合體1.4 配方配比確定 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)乳液外觀、pH系中主要組成之一,在乳液聚合過程中起著舉足輕重值、粒徑、粘度進(jìn)行測(cè)定;按照日本特種合板檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的作用。合理選擇乳化劑的種類和濃度將直接影響引及國(guó)標(biāo)檢測(cè),乳膠耐水性及膠合強(qiáng)度性能。根據(jù)預(yù)試發(fā)速率及鏈增長(zhǎng)速率,也會(huì)影響聚合物的分子量及驗(yàn)制備乳液的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果選出合適的改性配方1分子量分布，影響與乳液性質(zhì)有關(guān)的膠粒濃度、表2改性聚乙酸乙烯酯乳液膠的性能Tab.2 Characteristic of modified PAVe emulsion編號(hào)改性劑轉(zhuǎn)化率.固體含量粒度中國(guó)煤化工合強(qiáng)度耐水性_m_均聚乳液0945. 041.2TYHCNMHG78全部剝離改性乳液1適量48. 301. 2547004.11. 332無改性乳液29644. 8914 2504.01. 268(下轉(zhuǎn)第30頁(yè))●27●January 2001CHINA WOOD INDUSTRYVol.15No.1.纖維產(chǎn)量提高后,要保證膠料的有效性,必須做幾個(gè)月正常生產(chǎn)已創(chuàng)純利190多萬(wàn)元。以年產(chǎn)量3萬(wàn)到干纖維料倉(cāng)儲(chǔ)料不超過50%,同時(shí)用加快鋪裝速m3計(jì),年純利就可完成600萬(wàn)元左右。在銷價(jià)下降幅度和裝板速度,來滿足縮短熱壓時(shí)間后的板坯和工藝度大于成本下降幅度的情況下,由于產(chǎn)品產(chǎn)量提高參數(shù)。增加1套葉片泵組后,4臺(tái)低壓大流量油泵同時(shí)30%以上,年純利仍然可增長(zhǎng)130多萬(wàn)元,效益顯著。給蓄壓器打壓，能在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需壓力,油泵停表3改造 前后中纖板產(chǎn)品成本分析機(jī)時(shí)間達(dá)140s左右，炸泵炸管現(xiàn)象基本消除。厚度規(guī)改Tab.3 Cost analysis of MDF production薄后板材剖面密度分布均勻,熱壓位置恰當(dāng)。before and after transformation改造前改造后砂光機(jī)磨墊座整修、水平調(diào)節(jié)后,砂帶目數(shù)前后項(xiàng)目名稱單價(jià)單耗單位成本單價(jià)單耗單位成本粗細(xì)搭配合理,不但減少了砂削量,且提高了產(chǎn)量,也元/1 1/m3 元/1 元/m3 1/m3元/m3基本解決了倒角、倒邊現(xiàn)象、表面光潔度亦有所提高。木質(zhì)原料175.6 1.8 316 180.2 1.72 310.10脈醛膠2451.20 182 218. 162.3產(chǎn)品產(chǎn) 量和質(zhì)量石蠟3.27 11363. 333(通過擴(kuò)產(chǎn)改造并相應(yīng)地加強(qiáng)技術(shù)管理后,現(xiàn)正常水0.5一1.60.80.43 1. 850.80日產(chǎn)量達(dá)到了95~105 m3 ,除5,6和8月無原料停產(chǎn)電0.42 282 118.44 0.419. 27011340.53 3. 7015040 3.112外,3月份完成了2 600 m3 ,4月份達(dá)到了2 650 m*,7工資及附加費(fèi)103.月份完成了2 700 m*,9月份接近2 800 m'。折舊及修理費(fèi)173. 76板的物理力學(xué)性能指標(biāo)仍保持GB 1178- 89規(guī)定生產(chǎn)成本1080980. 06的80型-級(jí)品要求。但一次性砂光和檢驗(yàn)合格率均達(dá)到了85%~92% ,入庫(kù)合格率提高到93%~94%。4結(jié)論對(duì)年產(chǎn)1.5萬(wàn)m'中纖板生產(chǎn)線的擴(kuò)產(chǎn)改造,經(jīng)3產(chǎn)品成本和經(jīng)濟(jì)效益分析4個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)踐表明,年產(chǎn)量完全能達(dá)到3萬(wàn)m'，改造后工作制與改造前相同，總裝機(jī)容量略有減產(chǎn)量比改造前增長(zhǎng)30%以上,質(zhì)量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，提高了小(兩臺(tái)砂光機(jī)功率合計(jì)減小了126 kW),職工人數(shù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，經(jīng)濟(jì)效益提高顯著,一年內(nèi)可收回改造由改造前的119人增到140人。改造后月產(chǎn)量可達(dá)投資.設(shè)備運(yùn)行日趨正常,工藝技術(shù)更趨完善,職工技2 700 m3 ,平均成本下降到980元/m3左右(見表3)。術(shù)素質(zhì)進(jìn)一步提高,達(dá)到了投資少、見效快的目的。(上接第27頁(yè))乳膠粒的尺寸及尺寸分布等等。此外,還涉及到乳液體種改性劑起互補(bǔ)作用。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,改性后系是否穩(wěn)定，生產(chǎn)過程能否正常進(jìn)行,以及其后的儲(chǔ)存乳液的耐水性得到了很大的改善。按照日本農(nóng)林省特及應(yīng)用是否安全可靠,而且也關(guān)系到聚合物的成本。殊合板標(biāo)準(zhǔn)中的二類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)結(jié)果來看,該膠本試驗(yàn)選用的乳化劑為聚乙烯醇(PVA),常在的耐水性能極好,因而又按照日本特殊合板標(biāo)準(zhǔn)中一PVAc乳液膠制備時(shí)被采用.同時(shí)也兼作膠體保護(hù)類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn),雖然個(gè)別試件有脫膠現(xiàn)象,但平均劑。采用PVA的醇解度不同，乳化效果也不-樣。一均達(dá) 到合格標(biāo)準(zhǔn)?？梢?改性劑A.B對(duì)乳液耐水性的般用作乳化劑的PVA的醇解度在85%以上,常用的提高起到了很大作用。有1788(88%).1799(99%)。其中PVA1788,因?yàn)橛H水性好,乳化效果好,形成的乳液穩(wěn)定,但耐水性稍3結(jié)論差;而1799的乳化效果比1788要差,但耐水性相對(duì)1)通過添加改性劑A、B制得的改性聚乙酸乙烯較好，所以本試驗(yàn)同時(shí)選用了1788 及1799兩種酯共聚乳液膠粘劑,具有良好的耐水性,達(dá)到并超過PVA,并根據(jù)需要按- -定的比率混合,從而達(dá)到了綜日本特種合板-二類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。合二者優(yōu)勢(shì)的目的，同時(shí)在試驗(yàn)中輔以陰離子乳化劑中國(guó)煤化工用量少，改性乳波的和非離子型乳化劑構(gòu)成復(fù)合乳化劑,提高了引發(fā)率，成本已液接近。增強(qiáng)了乳化作用及穩(wěn)定性。YHCNM H乳波的生產(chǎn)工藝與普2.2.2改性劑 A、B對(duì)乳液耐水性的影響改性劑通聚乙酸乙烯酯共聚乳液類似.在工藝操作上不會(huì)增A、B的引入,主要目的是改善乳液的浸漬耐水性,兩加難度?！?0●