PVC胶用改性聚醋酸乙烯酯乳液的研制

汤明玉

(巴德富实业有限公司，广东 佛山 528322)

PVC胶用改性聚醋酸乙烯酯乳液的研制

汤明玉

(巴德富实业有限公司，广东 佛山 528322)

采用醋酸乙烯酯与部分功能性单体共聚的办法，研制出一种对PVC塑料薄膜具有良好粘接效果的纸塑贴合用改性聚醋酸乙烯酯乳液。研究表明，采用核壳的粒子结构设计，且硬核与软壳比例为2∶1，PVA1788用量为10质量份，专用的乳化剂eA和eB用量分别为2.4质量份和1.2质量份，改性单体mA和mB的用量分别为25质量份和1.5质量份时，所得乳液的综合性能最好。

醋酸乙烯酯；改性；PVC膜；纸张胶黏剂

前 言

聚氯乙烯（PVC）作为一种价格相对低廉的通用型塑料，以及可以再生利用的纸张，广泛应用于文具、包装材料、装饰材料等众多领域，因此PVC材料和纸张的贴合用胶黏剂在纸品类胶黏剂中占有很大的比例。配制此类型的胶黏剂，传统的方法为选用EVA类乳液作为粘结料，但EVA类乳液的品种有限，加上其价格昂贵等原因，研制出能替换EVA类乳液的替代乳液成为胶黏剂原料开发者迫切需要解决的问题。

聚醋酸乙烯酯乳液价格低廉，对纸张有很好的粘接效果，但对PVC塑料的粘接效果很差。针对这一问题，本文采用功能单体对价格低廉的醋酸乙烯酯共聚改性，通过聚合工艺的优化，乳化剂等助剂的选择，共聚单体种类及量的选择，研制出一种在纸塑贴合用方面基本可以替代EVA乳液的改性聚醋酸乙烯酯乳液。具体地说，本文以预乳化和核壳聚合的工艺，在保留聚醋酸乙烯酯乳液对纸张的优良粘接性能前提下，把乳胶粒的壳层改性对PVC塑料有更好的亲和性，再通过保护胶体及乳化体系的筛选，合成出对PVC塑料和纸张都具有很好粘接效果的改性聚醋酸乙烯酯乳液。

1 实验部分

1.1 仪器

水浴锅，温控仪，电动搅拌机，搅拌器，四口烧瓶，温度计，蛇形冷凝器，滴液漏斗，蠕动泵，电子天平，线棒等。

1.2 主要原料及用量

表1 主要原料及用量Table 1 The main raw material and amount

1.3 聚合过程

在预乳化缸中称入水和乳化剂等小料，搅拌充分后边搅拌边加入特定量的单体混合液，剧烈搅拌30min至形成稳定的预乳化液后备用。在带有搅拌器、回流冷凝器、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶中加入去离子水，搅拌状态下慢慢加入PVA1788，升温到90℃以上使PVA1788完全溶解，加入乳化剂等小料，搅拌均匀后滴入一定比例的第一阶段的预乳化液，保温反应一段时间后，再按一定的程序加入第二阶段的预乳化液，保温一段时间后降温，加入后处理料和尾料，过滤出料。

1.4 检测方法

用合成好的改性聚醋酸乙烯酯乳液或EVA乳液，分散入增黏树脂、填料等配成纸塑贴合用胶黏剂，在PVC膜上涂相同厚度的胶水，立刻与灰纸板贴合，每隔10min撕开一条，观察接头破坏情况并记录。

2 结果与讨论

2.1 聚合工艺的影响

本论文乳液聚合采用预乳化、分段滴加的工艺进行。首先滴入特定比例Tg高的混合单体，待此部分聚合基本完成后，再滴入Tg相对低的混合单体。在保持前后阶段混合单体计算Tg不变的条件下，改变前后两阶段混合单体的质量比，得到表2的数据。

表2 两阶段混合单体质量比例对产品性能的影响Table 2 The effect of the proportion of mixed monomer in two stages on the property of emulsion

24h后破纸率反映胶水最终的粘接强度，破纸率越高粘接强度越好；首次破纸时间反映胶水显现粘接力的快慢，时间越短在后工序开胶的几率越小，生产效率越高。从表2可以看出，随着第一阶段混合单体用量的增加、第二阶段混合单体用量的减少，最终粘接强度呈现先增加后减小的趋势，初黏时间则不断减少，综合起来4#样品粘接强度和粘接速度综合性能最好。

2.2 PVA用量的影响

聚乙烯醇在醋酸乙烯酯的乳液聚合体系中，起到保护胶体的作用，在其他材料用量基本不变条件下，我们通过改变聚乙烯醇的种类和用量，得到表3。

表3 PVA用量对产品性能的影响Table 3 The effect of the PVA amount on the property of emulsion

2.3 乳化剂种类和用量的影响

可以用于醋酸乙烯酯乳液聚合的乳化剂种类很多，针对我们所要合成的乳液用途，即对PVC塑料的粘接，我们选择两种对该材料有较强亲和力的乳化剂eA、和eB作为主乳化剂。我们通过改变eA、和eB的用量，得到表4数据。

表4 乳化剂种类和用量对产品性能的影响Table 4 The effect of the type and the amount of emulsifier on the property of emulsion

乳化剂的种类和用量在乳液聚合过程中起到非常主要的作用，它不仅影响形成乳胶粒数目的多少，还影响到乳液的化学稳定、机械稳定性等性能。我们选用两种对非极性材料有较好附着力的单体作为本聚合体系的乳化剂，从表4我们可以看出在相同用量下eB比eA对附着力的贡献要大，但在对乳液的稳定性方面eA比eB略好，综合成本、粘接效果、稳定性等性能，我们最终确定eA/eB的用量分别为2.4/1.2质量份。

2.4 改性功能单体的影响

对于纸塑贴合用胶来说，对纸的粘接能力没有问题，难的是让胶黏剂对难粘接的塑料有好的粘接效果。根据PVC塑料的表面能和化学成分特点，我们选用两种改性单体mA和mB对醋酸乙烯酯进行改性，通过改变两种单体的用量，我们得到图1和图2。单体mB对粘接效果的影响。

图1 单体mA用量对粘接效果的影响Fig.1 The effect of mA amount on adhesion

图2 单体mB用量对粘接效果的影响Fig.2 The effect of mB amount on adhesion

从图1可以看出，随着软单体mA用量的增加，粘接效果先增加后减小，这主要是因为，随着mA用量的增加，乳液树酯对PVC膜的粘结效果不断增加，但继续增加后树脂变得太软、内聚力太差而不能够破纸。从图2可以看出，随着改性单体mB用量的增加，破纸率不断增加，但大到一定程度后则不能破纸，这主要是因为当eB用量大之后乳液变粗而失去粘接力。从实验数据我们可以确定mA/mB质量份分别为25/1.5最佳。

3 结论

1)本论文采用分段滴加的工艺合成纸塑贴合用改性聚醋酸乙烯酯乳液，第一阶段滴入硬的混合单体，第二阶段滴入软的混合单体，在前后两段混合单体计算Tg不变的情况下，确定第一、第二段混合单体质量比为2∶1时效果最佳；

2)对纸塑贴合用改性聚醋酸乙烯酯乳液，PVA的用量越多粘结效果越差，为获得综合的使用性能，确定PVA1788的用量为10质量份；

3)选用专用的eA和eB作为聚合体系的乳化剂，比较确定两种乳化剂eA/eB的最佳用量分别为2.4质量份和1.2质量份；

4)纯的聚醋酸乙烯酯乳液对PVC膜粘接力低，通过与功能单体mA和mB的共聚，可明显改善其对PVC膜的贴合效果，本论文确定的mA和mB的用量分别为25质量份和1.5质量份。

［1］张立武.水基胶粘剂［M］.北京：化学工业出版社,2002.

［2］曹同玉，刘庆普，胡金生.聚合物乳液合成原理性能及应用［M］.北京：化学工业出版社,2002.

［3］周卫平，施志棠.以聚乙烯醇为保护胶体的乳液与部分官能团的接枝反应研究［J］.化学与黏合，2007,2：98～100.

［4］秦少雄，王娟，张心亚，等.乳液聚合中保护胶体的研究［J］.中国胶粘剂，2005,10：47～50.

［5］龚光芬.水基纸塑复合胶黏剂的研制［J］.中国胶粘剂，2003,2：35～37.

［6］孙日圣，郑武.丙烯酸改性聚醋酸乙烯酯乳液的研究［J］.化学与粘合，1997,3：140～142.

Synthesis of Modified Polyvinyl Acetate Emulsion for PVC Adhesive

TANG Ming-yu
(Shunde Batf Industry Co.Ltd.,Foshan 528322,China)

A modified polyvinyl acetate emulsion for PVC film bonding is synthesized with using acetate and functional monomer by copolymerization.The research shows that the synthesized emulsion has optimal comprehensive performance when the proportion of hard core and soft shell is 2∶1,the PVA1788 amount is 10 portion,the amount of eA and eB is 2.4 and 1.2 portion respectively and the amount of modified monomer mA and mB is 25 and 1.5 portion respectively.

PVAc;modification;PVC film;paper adhesive

TQ 433.433

A

1001-0017（2012）01-0020-03

2011-06-22

汤明玉(1977-)，男，汉族，江苏盱眙人，硕士，从事于水性胶黏剂的研究与开发工作。