国标-》新一代高性能含硼酸VAE乳液胶粘剂的配方设计.docVIP

新一代高性能含硼酸VAE乳液胶粘剂的配方设计 Javier Tortosa，Jordi Llaberia 塞拉尼斯乳液有限公司 胶粘剂用乳液技术服务部 存基于聚乙酸乙烯酯(PVAc)的胶牯剂的生产过程中，硼酸是一种众所周知的组分。 它与聚乙烯醇的受控反应生成一系列结构，从而赋予胶粘剂明显不同于其母体分散体的 应用性能。 使用硼酸时需要采取一定的措施，以避免整批乳液发生凝结，这此措施是否得当将 决定着产品胶粘剂的应用性能会受到什么样的影响。本文将论述对己酸乙烯酯一乙烯 共聚物(VAE)水分散体应用性能的测定，并对其结果进行分析。 尽管硼酸作为一种组分，已从某些用于食品行业的列表中删除．但由于它具有其它 组分很难重现的一些特性，所以仍然在包装行业专用胶粘剂的许多场合和配方中使用。 1 前言：用聚乙烯醇稳定的水分散体与硼酸的反应 许多水性胶粘剂是基于聚乙酸乙烯酯(PVAc)和乙烯的共聚物配制而成的。这些分 散体可采用乳化剂或保护胶体加以稳定。对于木材或造纸行业所用的胶粘剂分散体，最 常用的足基}聚乙烯醇的稳定配方。 图1胶束示意圈 当采用聚乙烯醇作为主要的胶束稳定剂时，它担负着双重作用：一是使单体乳化，二 是稳定形成的颗粒。聚乙烯醇形成液一固两相部分，因此加入某些能与聚乙烯醇反应的 物质可使分散体的阵质发生变化，继而使成品胶粘剂的应用性能发生变化。 119  聚乙烯醇溶液也用于配制由聚己烯醇稳定的水性胶粘剂，提供诸如以下性质 ·改进工作时间 ·增加韧粘性 ·改善渗透性 根据pH值的高低，硼酸与聚乙烯醇反应，分别生成以下两种络合物。 疽 疽 讲 邺／C≥。≯ 一 o＼／o 瞄／ 、cH： 蝮 ／＼眦／＼w／＼ 图2聚乙烯醇／硼酸单二醇络合物 图3聚乙烯酵／硼酸双二醇络台物 对于能发生这类反应的胶粘剂，处理时必须采取一定的顶防措施。在生产过程中， 当将硼酸)JnN分散体中或胶粘剂中时，要求pH值低于5(图2)，否则整批乳液将发生凝 结。因为可以在将硼酸／聚乙烯醇加入到各批乳液之前制备两者的混合物，这就拓展了 其它众多的可能性，并町将产品的凝结损失风险降至最低。 与纯聚乙烯醇分散体相比，用跚酸处理过的聚乙烯醇溶液通常能提供较高的初粘性 及较低的渗透性。当pH值低于5时，所形成的结构体会得到更好的交联，因而使胶粘剂 具有更大的初粘性(即使在初始阶段)和更低的渗透性，而这些性质可能是一些应用场合 所需要的，它们町防止胶粘剂全部被待粘基材吸收而从粘接部位消失。 用硼酸处理过的聚乙烯醇溶液应稳定在pH4，5—4．9的范匍内，以便：一达到最佳的 初粘性和初始粘接强度。 一避免产品在pH低于5下1=作时发生凝结。 在处置这些用硼酸处理过的聚乙烯醇溶液时需极度小心，因为该溶液和最终的胶粘 剂批料均存在凝结的风险。如果将硼酸加至分散体中，则凝结的风险将适度降低。 本义的主要H的是证实加入用硼酸处理过的聚乙烯醇溶液对水分散型胶粘剂应用 工性能的影响。因此，有必要加入不同浓度的用硼酸处理过的溶液并采用不同的添加工 艺进行试验，然后对测定结果进行比较。 2试验步骤和待测性能 本文的目的之一是测定与硼酸反应后的水性胶粘剂的性能。与硼酸的反应会导致 分散体中产生不同的结构，从而改变其施工性能。 本文将证实在各种条件下、添加各种数量的硼酸对以下施工性能的影响： ·分散体的流变性 ·固定时间 120  -工作时间 2．1试验产晶 2．1．1分散体 研究将针对CELVOLI 1 CP 143进行，这是一种己酸乙烯酯一乙烯分散体，具有以下 特性： Brookfield RVT粘度(23℃)3000-I-1000 mPa·s 固体含量 55±1％ 试验之所以决定用VAE分散体代替PVAc均聚物，足由于以下事实： ·这类系统固定时间较短。 ·它们对难牯材料具有更好的粘接性。 ·它们在自动设备中的特性更加均匀。 ·它们能形成不含增塑剂的产品，这意味着在成品胶粘剂的配方I|l引入的变量较少。 ·这种特定的情况下，胶粘剂与硼酸的反应性良好，从而使研究的范围更加宽广。 2．1．2聚乙烯醇(PVOH) 聚乙烯醇采用乙酸乙烯酯单体(VAM)制备。VAM首先聚合生成聚乙酸乙烯酯 (PVAc)，PVAc然后水解成聚乙烯醇(使用氢氧化钠作催化剂)。最后，产品经干燥，以颗 粒状提供。图1表示了CELVOL制备工艺。采用这种粒状产品来制备所需百分浓度的 醇溶液。对于本试验研究，溶液浓度通常为10％一15％，含有部分水解的醇。 — 、、、 、＼ ＼ ＼ ＼ ＼ 0 0 5 1 l 5 2 2 5 3 3 5 图1 聚乙烯醇生产链(乙酸乙烯酯、甲醇、氢氧化钠、聚合一 PVAc一皂化一聚乙烯醇一干燥一聚乙烯醇一包装) 本研究所用的聚乙烯醇为： ·高粘度 ·部分水解 ·稀释到10％ 2