新型VAE乳液及其在胶粘剂中的应用

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1、万方数据中国胶粘剂2005年7月第14卷第7期·24·CHINAADHESIVESV01．14No．7．Jul．2005新型VAE乳液及其在胶粘剂中的应用刘冰坡，王克友(北京东方石化有限公司有机化工厂研究所，北京市100022)摘要：介绍了在高压环形反应器上采用连续聚合工艺进行的VAE(醋酸乙烯一乙烯共聚物l乳液新品种的开发。通过在普通型VAE乳液配方基础上调整保护胶体的品种和用量，并采用新型氧化一还原引发体系，生产出高固含165％H氏粘度的VAE乳液，具有优异的粘接强度和干燥速度。用于包装行业的快速粘接和配制成木材拼板胶，效果优异。关

2、键词：高压环形反应器；酪酸乙烯一乙烯共聚物，氧化一还原引发体系中图分类号：TQ433．434文献标识码：A文章编号：1004—2849(2005)07--0024-030前言醋酸乙烯一乙烯(VAE)共聚乳液具有优良的综合性能，广泛用于复合包装材料、卷烟、建筑水泥砂浆改性、建筑防水、涂料、无纺布制造、纸张涂层以及各种极性与非极性材料的通用粘接。大陆产能已超过lO万吨，用量逐年增大。VAE乳液普遍采用中压间歇釜式法生产工艺，近几年发展起来的采用高压环形反应装置和连续聚合工艺的VAE生产技术，已呈现出诸多优点。该技术突出的特点是反应控制平稳，

3、产品质量均一稳定；反应在循环管道中连续进行，反应器体积相对较小，安全性高；可以实现从常压至12MPa以上高压聚合反应，粘度从几百至几万mPa．s的VAE产品均可生产。2000年北京有机化工厂引进两套高压环形反应装置后，依托自身釜式生产和应用方面的相关经验，成功开发了BJ一705L、BJ一707L、BJ-1015、BJ—1520、多元改性VAEBJ一9010及高固含低粘度VAEBJ一8010等多个品种，应用效果良好。作者重点介绍了利用环形反应装置生产高固含低粘度VAE以及该VAE品种在胶粘剂中的应用。1实验1．1原料与装置单体包括醋酸乙烯

4、(7-业级)和乙烯(7-业级)，保护胶体采用聚乙烯醇(PVA一0486、PVA一203、PVA-205、PVA-1788及特殊改性PVA等)，所用氧化一还原引发体系中采用氧化剂一双氧水和叔丁基过氧化氢(tBHP)、还原剂一焦亚硫酸钠(SMBS)和次硫酸氢钠甲醛(SFS)等物质，用硫酸亚铁作为助还原剂，采用醋酸钠和异辛酸钠等为缓冲剂。该装置主要由(D高压连续进料多头柱塞泵；②高压循环泵；③反应环管；④乙烯流量计及调节阀：⑤冷却水自动控温系统等组成。控制一定的反应停留时间、反应温度和压力，实现边进料边出产品的连续聚合反应。如图1所示。图1高

5、压环形反应装置注：1．高压计量泵(1a水相计量泵，1b醋酸乙烯计量泵，1c氧化剂计量泵)；2．高压螺杆式循环泵；3．高压反应环管；4．乙烯流量调节阀；5．冷却水自动控温系统；6．反应器出口备压阀；7．包括聚乙烯醇、还原剂、缓冲剂的水相高位槽；8．酯酸乙烯高位槽；9．氧化剂高位槽；10．乙烯槽。收稿日期：2004一12一03。作者简介：刘冰坡(1970一)，高级工程师，1992年毕业于南京大学应用化学专业，现任所长。万方数据第14卷第7期刘冰坡等新型VAE乳液及其在胶粘剂中的应用·25·1．2工艺过程将PVA、还原剂、缓冲剂等溶解在水中制

6、成水相，通过柱塞泵连续注入环管中，开启循环泵并分别注入单体相和引发剂tBHP，反应温度会自动升高至设定值，通过冷却水系统实现温度的自动控制。再通人设定量的乙烯，此前应根据不同品种的需要通过出口备压阀调整环管压力至相应值，一般4～9MPa。乙烯通入0．5h后，从环管出料口出来的物料即已达到稳定指标，然后再根据不同品种的反应情况进行相应的后处理或添加助剂。最终成品的残存单体可控制在O．5％以下。1．3高固含低粘度VAE的开发1．3．1保护胶体的调整VAE乳液BJ一705是以单纯PVA为保护胶体实现乳液聚合反应的，固含量为54．5％，粘度12

7、00—2200mPa．so在此基础上提高固含量就需要增加PvA的用量，以提高反应过程中对单体的乳化保护能力，同时为保持较低的粘度，则选用了较多的低聚合度(200—500)、部分醇解(86％-98％)的PVA，并选用了一定量中等聚合度的经过疏水基团改性PVA作为保护胶体，水相中的PVA浓度控制在10％左右，从而使VAE乳液固含量达到65％的同时取得很好的耐水粘接强度。1．3．2引发剂的选择环形反应装置最适宜采用分解引发速度快的氧化一还原引发剂体系，研究发现，使用H20：、SFS、tBHP、SMBS、tBHP～SFS等氧化～还原体系均可实现

8、在环管中的快速引发反应，但使用tBHP～SMBS时反应速率最为适宜；而且SMBS溶解在水相中，而tBHP在加料过程中就可以均匀地与单体混合，反应平稳，粒子细腻。1．3．3内在性能指标探讨反应过程中各种物料一