抗冻水性聚乙烯醇缩醛胶

化 拳 t 材 1991鼻 抗冻水性聚乙烯醇缩醛胶 张忘英 华正元 (苏州市建筑科学研究所) [内窖提要] 为了提高胶水的抗冻性，本文介绍了采用羟甲脲与聚乙烯醇反应生成聚乙烯醇 缩腮甲醛的，并对其配方和反应条件进行了初步探讨。 (关键词] 抗冻性 胶粘剂 絮状物 一 、 溉谜 对于水性聚乙烯醇缩 甲醛胶 (107胶或 801胶)在低 温 下易冻、贮存稳定性羞、耐 水性不理想等弊病，一般采用提高缩醛度方 法 改性，但所得产品的耐冻性也只能达到 一 5℃(如高温快速反应法)。 而 采 用 在 107 胶中加入抗冻j弼的方法可使其达到一10~C不 冻口 ，但成本较高。为此，笔者对聚乙烯醇 缩醛胶的配方及工艺进行研究，经调整可使 其在 一7~C下 24h不冻，且性能达到 国家专业标准的技术指标。其耐水性 较好，成本与 107胶相仿，可作为配 制壁纸胶、地板胶及内外墙涂料的部 分基料使用。 =，技术路线 聚乙烯醇 (PVA)树脂 分子间的 羟基具有较强的氢键作用，因而在低 温时其水溶性分子间缔合度剧增，溶 寰 1 确定配方及工艺条件时，必须作全面考虑。 在配方设计 中，笔者认为甲醛与尿素的克分 子比对胶粘剂性能的影响较大， pH值、温 度、反应时间等次之。 1．甲醛与尿素克分子比 对 胶 粘剂性能 的影响 1数据是在相同工艺条件及固定甲醛 用量下改变尿素量得 到的 结果。 (1)当 甲 醛／尿素克分子比为 3．2～3．3时，胶粘剂的 i ! -7~C )iP糯a．S ； l蘑l l嚣l 亲f譬定霍 —— — — l——J— — l— — ll_— — j— — 7．8 l 24h不冻 l o．8 絮状物少 I 1 3．o 48h不冻 f 0·9 l T5 l J易 『耐 l穗 n不妻：--H J 『}藿 I奁 1蠢 3 ．$ 24h不浅}1．2 l 60 j增 l提 l提 3．t5 2oh~F$I1．3B 55 丈 l高 』高 ! 堡l ： !! ； ： 液粘度上升，甚至失去流动性。在一定 pH值 及反应温度下，笔者使 甲醛与尿素生成羟甲 脲及其衍生物，再与PVA反应生成聚乙烯醇 缩脲 甲醛等物，不但减少了PVA分子上羟 基，而且由于分子间位阻增大，也减少了氢 键作用，从而提高耐冻性。生产过程中不易 发生凝聚，产品中游离甲醛少，耐水性好。 三、配方厦工艺条件的选择 作为抗冻胶既要 达到《水溶性聚乙烯醇 缩甲醛胶 国家专业标准中规定的各项技术 指标，还要遮割耐冻一7~C的要求。为此，在 粘度大于 1 Pa·S，达到国家专业标准中的粘 度指标，其耐冻性 一7 oC可 24h不冻。 (2) 从反应中易凝聚性看，甲醛／尿素克 分 子比 以3·2N3·3为较妥J大于此值时，则反应过 程中终点不易控制。 2．反应温度对胶粘荆粘度及耐冻性的 影响 当固定反应中的甲醛／尿素克分子 比及 pH值时， 仅改变反应温度，所得胶粘翔的 粘度及耐冻性均随反应温度不同而异。 表2表明，反应温度高，魁所得胶牿翔 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 6期 化 学 童 材 13 裹 2 粘度 耐冻性 (24h 反应温 度 (Pa-8){歪蒋 温 反应过程中现象 (‘a) e0 0．3T 一2 无 白色絮状曲 85 0．91 —4 有少量白色絮桡物 9O j．12 —6 有 白色絮状物 95 1．38 —8 有较多白色絮状物 粘度大，耐冻性好，但反应终点较难控制。 四、配方夏工艺 1．配方 聚乙烯醇 100 永 1000 盐酸 适量 甲醛 20~40 尿素 2～12 烧碱 适 量 2．工艺 裹 3 (1)水入釜，搅拌下加入聚乙烯醇，升 温至9O℃以上，使聚乙烯醇全部溶解成水溶 液。 (2)待温度降至8O℃以下时，加入甲醛 和尿素反应 0．5 h以上。 (3)加盐酸调 pH值至 1．0左右，升温 至90℃以上，反应 1 h左右，至出现白色絮 状物并呈明显分层时，停止加热。 (4)降温至80~C以下，加烧碱掖中和至 pH 值为 8左右。降温至 6O℃以下出料。 五、技术性能 按《水溶性聚 乙烯醇缩甲醛胶粘剂》国家 专业标准(报批稿)进行检测，其结果见表3。 表 3结果表明，除粘度外，其他各项均 达到一等品的指标。游离 甲醛 较少，低温 一 7℃ 冻 24h，呈流动态，一18~C冻 24h， 胶粘剂凝冻后，室温下仍可恢复流动态。 (上悔建科所检测) 一 等 品 音 格 品 外观 无色斌浅黄色连暇酿 无色或搜黄色透明寝 无色透明藏 局体古量(舶) ≥B．0 ≥8．O 9．4l 粘度(Pa·8) ≥2．0 ≥1．0 1．7 游离甲琏(嘧) ≤0．5 ≤O．8 0．14 j80‘剁离强度 ≥15 ≥10 le pH 值 7～8 7^ e 7～8 低温稳定性 i 0oO24h呈汽动态 。 群锻 二j嚣墨}嚣藤藿主 恢复 性 六、试产情况 1989年9月将抗冻胶粘剂配方及工艺交 上海汇丽化学建材总厂进行试生产。经多次 试产后，对试产的抗冻胶粘剂与107胶水(该 厂产品)进行性能对比。抗冻胶粘剂具有如 下优点：(1)在一7 下，48 h不冻，(2)游 离甲醛均在O．2师以下，基本无甲醛昧，(3)产 品成本比 107胶略高，每 t为7．5O元。 七、参考文献 【1] 剂景鲁． 107陂牯剂反应机理控制和提 高粘度及储 存期舯探讨．化学建材．~9s9(5)．18~22 [2】 佟志祥．聚乙烯醇系抗寐胶牯荆韧探．化学建材． 1目舯(1)20 维普资讯 http://www.cqvip.com