VAE乳液的性能及應(yīng)用

1、VAE 乳液的性能及應(yīng)用安瑞杰VAE 乳液即醋酸乙烯乙烯共聚乳液是一種性能優(yōu)異的粘合劑。 VAE乳液無毒無味、價(jià)格適中對許多不同材質(zhì)的表面都有極好的粘接效果。因此，這種粘合劑在諸多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。VAE 乳液是一種水分散體系， 因而避免了溶劑對環(huán)境的影響和不安全隱 患。乙烯賦予聚合物柔軟的特性， 這種柔軟是永久而且不受環(huán)境和氣候 的影響的。 VAE 乳液不僅可以單獨(dú)作為優(yōu)良的粘合劑用于紙品、木材、 塑料、合成布等的粘接，而且還可以很方便的與增稠劑、表面活性劑、PH 調(diào)節(jié)劑、增塑劑、溶劑、防腐劑、填料等多種成份共混，制成各種 特殊用途的粘合劑。1. 添加增稠劑水可溶聚合物型增稠劑能增加被分

2、散的聚合物粒子間連續(xù)相的粘度， 而增加VAE乳液的粘度。聚丙烯酸鈉是一種很有效的 VAE乳液增稠劑。增稠劑的添加量在 1%以下時(shí)，對剝離強(qiáng)度的影響不大。 當(dāng)添加 7%時(shí)，則明顯降低粘結(jié)強(qiáng)度。羧基丁苯乳液可顯著增加 VAE乳液的粘度，并提高對PVC、PP等多種基材的粘接強(qiáng)度。但應(yīng)注意控制加入量，防止粘度過高。2. 添加表面活性劑把烷基聚氧乙烯醚、MS-1等表面活性劑加到 VAE乳液中可使難以潤濕的表面（如PVC薄膜等）改善潤濕性。有效濃度為每百份乳液0.11.0% 份表面活性劑。用VAE乳液制造的粘合劑一般不要求加入消泡劑。如遇有泡沫可加入0.10.2%的消泡劑7010或F691。3. 添加PH

3、調(diào)節(jié)劑VAE乳液一般來說在3.08.5PH值范圍內(nèi)是穩(wěn)定的。如果把含有VAE乳液的混合物PH調(diào)至低于3.0，那么就會(huì)導(dǎo)致過高的增效粘度，并且 在濕潤狀態(tài)下更迅速地水解，從而使 PH值越來越低。當(dāng)VAE乳液與PH完全不同的分散系（例如PH為9.0）混合時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)用堿性物質(zhì)把VAE乳液的PH調(diào)至7以上。使因PH不同所引起的效應(yīng)減至最小。氨水和氫氧化鈉是VAE乳液常用PH調(diào)節(jié)劑。4. 添加增塑劑和溶劑添加增塑劑可降低配方的成本，這是因?yàn)槟軌虻玫捷^高的增效粘度。這添加種增粘作用允許用水將粘度調(diào)配到所需的粘度，因而降低了粘度。增塑劑和溶劑也可以使施工難以粘結(jié)的基質(zhì)性能改進(jìn)。圖1表明幾種增 塑劑：鄰苯二

4、甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸丁苯酯、鄰苯二甲酸二丙二醇酯、鄰苯二甲酸二辛酯這四種增塑劑以15%的濃度添加使BJ-705增稠的情況。與VAE乳液相容的溶劑包括醋酸 3-甲氧基丁酯、醋酸丁酯、醋酸異丁酯、異佛爾酮、甲苯、二甲苯、甲基異丁基甲 酮、甲醇、“Texanol ” 醇酯等。添加溶劑除了影響乳液粘度外，還能潤濕被粘物的表面，提高 對粘接表面的粘接力。例如：在每百份乳液中加入110份甲苯有助于 潤濕增塑PVC薄膜那樣的油性表面，在這種 PVC薄膜表面上即使?jié)B出痕量的增塑劑，都會(huì)使粘合變得很難。 因此加入溶劑能夠促進(jìn)這種表面 的粘結(jié)。表1列出通過添加10%鄰苯二甲酸二丁酯改性 VAE乳液的代表的粘結(jié)強(qiáng)

5、度值。表1用增塑的VAE乳液進(jìn)行層合粘接在空氣干燥的剝離強(qiáng)度180。剝離KN/m"T" 剝離 KN/m用 10%DBP 增塑的乳液 PVC/ 硬質(zhì)板 PVC/ 層木板 牛皮板 /PVC 牛皮 紙/Mylar聚脂膜 牛皮紙/處理過的PE膜 牛皮紙/涂層的PP膜 牛皮紙/K 型玻璃紙BJ-750 0.5 0.7 0.5 0.7 0.2 0.3 0.2 0.3 0.06 0.08 0.1 0.130.2 0.3BJ-707 0.9 1.1 0.5 0.7 0.2 0.3 0.1 0.2 0.004 0.01 0.1 0.130.20.3添加增塑劑能改善VAE乳液對Mylar聚酯的

6、粘結(jié)強(qiáng)度及對K型玻璃紙 的粘結(jié)強(qiáng)度。 在這種情況下， 鄰苯二甲酸二丁酯增加的粘結(jié)強(qiáng)度比降低 的粘結(jié)強(qiáng)度要大。把 15%25%的異氰酸酯粘結(jié)促進(jìn)劑加到 BJ-705 中，通?？梢愿纳茖ylar ”聚酯的粘結(jié)。因?yàn)檫@種粘結(jié)劑在“ Mylar ”表面進(jìn)行交聯(lián)。這個(gè)機(jī)理與添加增塑劑的機(jī)理是相同的。 添加增塑劑與添加異氰酸酯這 兩種情況都是把極性材料加入到 VAE 乳液中來改善對極性基質(zhì)的粘結(jié)。對于非極性基質(zhì)添加增塑劑不但不能提高粘結(jié)強(qiáng)度， 反而會(huì)降低粘結(jié)強(qiáng) 度。5. 添加填料在以VAE乳液為基礎(chǔ)的粘合劑中，低成本的填料如粘土和碳酸鈣可作為填料或填充劑加入。加入干填料能使乳液的粘度明顯增加。如果填料

7、首先用水分散，那么就可以加入大量的填料而不致于使可操作的粘度過 分地高。BJ-707比其它品種能接受更多的填料。6. 濕強(qiáng)度添加劑VAE乳液的耐水性一般說來是滿足要求的。在需要改進(jìn)的場合，可以加入乙二醛、水溶性尿醛樹脂（UF）、三聚氰氨樹脂（MF）或酚醛樹脂。通過 加熱固化可達(dá)到優(yōu)異的耐水效果。VAE乳液的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1. 表面粘結(jié)用粘合劑VAE乳液及以VAE乳液為基礎(chǔ)的粘合劑對難以粘結(jié)的合成物比醋酸乙烯均聚乳液具有更好的粘結(jié)性。在家具行業(yè)，VAE乳液可用于聚氯乙烯裝飾膜與層壓板、刨花板、硬質(zhì)纖維板或纖維板的粘合；防火貼面與層壓板、刨花板、硬質(zhì)纖維板或纖維板的粘合；以及木質(zhì)如櫸

8、木、水曲柳等 貼面與刨花板、硬質(zhì)纖維板或纖維板的粘合。近年來，隨著我國 包裝行業(yè)的迅速發(fā)展，紙塑復(fù)合品在商品包裝方面得到廣泛的應(yīng)用。VAE乳液加入少量助劑即可制成性能優(yōu)異的復(fù)膜膠，用于聚氯乙烯膜、定向聚丙烯膜、聚烯烴膜與彩印紙、牛皮紙等的復(fù)合。在建筑行業(yè)的墻體保溫中，VAE乳液可用作聚苯乙烯泡沫板與混凝土墻體的粘合劑。由于VAE乳液對纖維的粘結(jié)性能也非常優(yōu)異，所以VAE乳液在無紡布的生產(chǎn)及無紡布的粘接方面也有廣泛的用途。VAE乳液可用做硬質(zhì)無紡布 的粘合劑、地毯背膠等。2. 粒子粘結(jié)用粘合劑VAE乳液可以把廉價(jià)的填料以很高的比例粘結(jié)起來并保持足夠的粘結(jié)力，從而很好地平衡了成本。VAE乳液可用于

9、石膏板之間的填縫膠。在 一些特殊領(lǐng)域VAE乳液也有非凡的表現(xiàn)：如將阻燃劑氧化銻、鹵化物 或磷化物粘結(jié)于基質(zhì)上，以增加阻燃性；把重晶石 硫酸鋇 粘結(jié)到基 質(zhì)上以達(dá)到消音的目的。以 VAE乳液為基料，可以生產(chǎn)中高檔內(nèi)外墻涂料。用VAE孚L液為基料的防水涂料，具有優(yōu)良的耐候性、耐酸堿性和耐紫外線性，可用于異型屋面的防水處理、舊屋面的修補(bǔ)及多彩屋面 的施工，也可用于衛(wèi)浴防水涂層。VAE乳液加入水泥中不僅可以大幅提高水泥的強(qiáng)度，而且可以減少水泥固化后的空隙而防止?jié)B漏。因而VAE乳液可用于修補(bǔ)混凝土及蓄水池的防滲處理可達(dá)到優(yōu)異的效果。VAE乳液與水泥混合，用于磁磚、壁磚貼合，乳液的強(qiáng)大的水合力可防止水泥

10、砂漿中水份失去得太快，最終獲得極佳的粘接強(qiáng)度，且耐久性極好。另 外，VAE乳液還可作為優(yōu)質(zhì)的界面劑，廣泛應(yīng)用于建筑和道橋施工中。3. 用于高速粘接連續(xù)化生產(chǎn)需要快速高效的粘接。 BJ-705 、 706 就是為高速粘接而設(shè)計(jì) 的。當(dāng)乳液粘合劑中的水份不但被蒸發(fā)而且被吸收到多孔的基質(zhì)中時(shí)， 粘結(jié)速度就很快。 “纖維撕裂粘接”就發(fā)生在最后一點(diǎn)水份離開粘合劑 之前。 BJ-705 經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整可用做高速卷煙的接嘴膠、搭口膠以及 紙箱快速成型用膠。4. 用于一次性餐具及食品包裝FDA 規(guī)根據(jù)FDA（美國食品與藥品管理局）相關(guān)規(guī)定，VAE乳液705、707在食 品的生產(chǎn)、制造、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等過程中

11、是安全的，屬于 定中的排除檢查之列。這些品種的 VAE 乳液不僅可以用于粘合劑于食 品分離的場合，也可以用于與食品接觸的地方。因此， VAE 乳液作為粘 合劑可用于一次性餐具、紙杯及食品包裝行業(yè)。以上 VAE 乳液的用途， 只是對 VAE 乳液的一般性的介紹。 由于 VAE 乳 液的廣泛適應(yīng)性， 用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要， 開發(fā)出適合自身用途 的 VAE 深加工品種。北京有機(jī)化工廠作為國內(nèi)第一家 VAE 乳液生產(chǎn)商率先從美國引進(jìn)了VAE 乳液生產(chǎn)裝置，目前已具備年產(chǎn) 6 萬噸 VAE 乳液的生產(chǎn)能力，是 全國最大的 VAE 乳液粘合劑生產(chǎn)商。近年來，我們在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和 提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，

12、不斷研制和開發(fā)新品種 VAE 乳液，以滿足各界 用戶的需求，回報(bào)多年來新老用戶對北京有機(jī)化工廠的支持和關(guān)愛。VAE乳液是醋酸乙烯(VAc )與乙烯(Ethylene )單體乳液共聚物的簡稱 ,以它為基料配合增粘劑、 增稠劑、 交聯(lián)劑、填充劑等制成的VAE乳液膠粘劑，無毒、無臭、不燃、不爆、無環(huán)境污染、無健康危害、 無火災(zāi)危險(xiǎn)，堪稱環(huán)保型膠粘劑。VAE乳液及其膠粘劑具有干燥速度較 快、膠膜柔韌性好、粘接強(qiáng)度高、耐水性較好、耐酸堿、耐油、耐磨、 耐老化等優(yōu)異性能。同時(shí) ,易于改性 ,可進(jìn)一步提高性能 ,擴(kuò)大應(yīng)用范圍 ,廣泛用于無紡布、靜電植絨、PVC膜、建筑裝修、地毯背襯、紙塑復(fù) 合、商品標(biāo)簽、家

13、具制造、食品包裝、熱熔封裝、遲效膠粘劑等多種領(lǐng) 域。VAE乳液膠粘劑屬重要的水基膠粘劑，符合日益嚴(yán)格的環(huán)保要求及 膠粘劑的未來發(fā)展方向 ,因此 ,大有發(fā)展前途和廣闊應(yīng)用前景。2 VAE乳液的發(fā)展與品種VAE的研制開始于20世紀(jì)30年代,1938年ICI公司發(fā)表了VAE高壓聚合的專利，壓力為21 MPa ,溫度85 C。1965年美國空氣產(chǎn) 品及化學(xué)公司開發(fā)出工業(yè)產(chǎn)品，中壓聚合(515 MPa ),主要用作膠粘劑。20世紀(jì)六七十年代VAE乳液得到了迅速發(fā)展，性能不斷提高。80年代后開始研究VAE三元共聚乳液，如醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯、醋酸 乙烯-乙烯-丙烯酰胺、醋酸乙烯 -乙烯-馬來酸酯、醋酸

14、乙烯 -乙烯-不飽和二元酸等。加入丙烯酸與醋酸乙烯和乙烯共聚制得了羥基化VAE乳液 ,增加了對金屬的粘接性 ,為交聯(lián)提供了活性點(diǎn) ,還可增稠。近年來又有醋酸乙烯 -乙烯 -丙烯酸異辛酯 -甲基丙烯磺酸鈉四元共聚物的報(bào)道。為了提高固化速度和粘接強(qiáng)度，已經(jīng)出現(xiàn)了高固含量（65%75%）的VAE乳液產(chǎn)品。VAE乳液制備通常采用中壓乳液聚合工藝, 乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 40%, 一般為 14% 18% 。使用不同保護(hù)膠體 ,其乳液的結(jié)構(gòu)和性能均有差別。以聚乙烯醇為保護(hù)膠體制得的VAE乳液粘性優(yōu) ，固化速度快，對PVC膜粘接力強(qiáng)，但耐水性較差，且不能與硼砂和糊精配用。以非離子表面活性劑和羧甲基纖維素相配

15、合的保護(hù)體系，其VAE乳液對PVC粘接性優(yōu)異，耐水性較好，能與硼砂和糊精配用，但濕粘性差，固化速度較慢2。國產(chǎn)VAE乳液的版號有BJ-701 、705 、706 、707 、710 、735; CW 40-700、701、702、703、704、716、7仃、719 A ；JWEVA-1,2,3,4, 具體性能見表 1。3VAE乳液膠粘劑的特點(diǎn)由于VAE乳液分子中引入了乙烯鏈段，起到內(nèi)增塑作用，降低了玻璃化溫度和成膜溫度，從而賦予VAE乳液膠粘劑許多優(yōu)良性能，其特點(diǎn)如下:1）初粘性和濕粘性好，固化速度較快 室溫下510 min即可硬 化結(jié)膜，貯存穩(wěn)定，在正常條件下貯存期為12 ao2） 固化后

16、的膠膜無色透明 ,柔韌不脆 ,回彈性好 ,伸長率可達(dá) 600% 。3）耐水性、耐堿性、耐磨性、耐蠕變、耐凍融性較好°VAE膠膜在弱堿和弱酸介質(zhì)中浸泡 1 年之后性能也不會(huì)變 。4） 耐候性好 ,對氧、紫外線穩(wěn)定 ,不易老化。5）無毒、無味、無害，含醛量小于38 X10-6,適合衛(wèi)生和食品之用，可用于生產(chǎn)衛(wèi)生材料 ,如衛(wèi)生巾、尿布、醫(yī)療用布、 揩手巾、手術(shù)帽等即棄用布以及食品包裝。6)與其他水基膠粘劑相容性好 ,易于改性獲得新的性能。7)表面張力小，適宜粘接低表面能材料，如PE、PP、PS等。8)適應(yīng)性強(qiáng)，對多種材料都有良好的粘接性，尤其對薄膜制品如PVC、聚酯、尼龍等有良好的粘接性。

17、9）水分揮發(fā)后的干膠膜，可進(jìn)行熱熔封合，熱封溫度為8290 Co10） 涂膠、清洗容易 ,使用安全、方便。4 VAE乳液膠粘劑的改性VAE乳液雖然有時(shí)可直接用作膠粘劑，但性能不夠理想，應(yīng)用受到限制。如果通過共混、交聯(lián)、水解、增粘等手段,可以改善和提高性能 ,使VAE乳液膠粘劑能夠滿足更多的需要。4.1 提高初粘性將適量的松香或松香酯加入VAE乳液中，可有效地提高初粘性，同時(shí)也能提高粘接強(qiáng)度。 加入的方式可以是先將松香溶于甲苯或其他有機(jī)溶劑（如石油醚）7, 在有少量乳化劑存在下 ,高速攪拌制成松香乳液 ,然后視需要按適當(dāng)比例與VAE乳液混合均勻，也可將松香甲苯溶液按一定比例與VAE乳液直接攪拌乳

18、化混合，所制得的改性VAE乳液膠粘劑對PVC膜與人造板或金屬板的粘接復(fù)合特別有效。為避免甲苯對環(huán)境 和健康的危害，可制備無苯松香乳液。將松香投入反應(yīng)瓶中 ，加入DBP ,加熱至松香熔化，在強(qiáng)烈攪拌下滴入酪素-KOH溶液（30 min內(nèi)滴完）, 然后滴加明膠溶液 ,攪拌 30min ,降溫出料。乳化液為淡黃色粘稠液體 ,固含量 41%8 。3 2 提高粘接強(qiáng)度于VAE乳液中加入適量的對叔丁酚甲醛樹脂（2402樹脂）甲苯溶液,攪拌混合均勻，制成改性VAE乳液膠粘劑，粘接強(qiáng)度有很大提高，非 常適宜經(jīng)表面處理的PE與木板的粘接。 如果將松香甲苯溶液和萜烯樹 脂甲苯溶液同時(shí)加入VAE乳液，則有協(xié)同增強(qiáng)效

19、果，比單獨(dú)使用某種樹 脂時(shí)剝離強(qiáng)度明顯提高 ,例如,將3%松香甲苯溶液和 7%的萜烯樹脂甲苯溶液同時(shí)加入VAE中，PVC復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度最高。4 3 提高耐水性1）將TDI的甲苯溶液或PAPI的DBP溶液加入VAE乳液中，可以大大提高耐水性和粘接強(qiáng)度，粘接木板水泡4 d不開膠。2） VAE乳液在少量NaO H水溶液和甲醇存在下于50 C進(jìn)行水解處理，膠 粘劑表面和內(nèi)部都產(chǎn)生強(qiáng)極性的羥基9。再加入VAE液量8%的TDI （甲苯溶液）和適量的二月桂酸二丁基錫催化劑，得到交聯(lián)的VAE乳液，耐水性大為提高。3）以VAE乳液為聚合種子，與丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯單體在引發(fā)劑存在下,于72 C /

20、（23） h進(jìn)行乳液 共聚而得VAE / BA-GMA復(fù)合乳液。耐水性改善，經(jīng)熱處理交聯(lián)后， 吸水性為 5.4% 。4 4 提高固化速度提高乳液的固含量可以加速固化。日本已制成固含量 65% 75%的VAE乳液（見JP 6-100751）,粘度10000 mPa?，干燥速度快，與溶劑型膠粘劑相似。 該乳液能夠粘接聚烯烴塑料 ,具有良好的初粘性和終強(qiáng)度,可替代溶劑型膠粘劑 ,有益于環(huán)境保護(hù) ,很有發(fā)展前景。 另外,混入聚氨酯乳液，也可提高VAE乳液的固化速度。加入少量無水乙醇，可加速VAE乳液干燥結(jié)膜。4.5 提高粘度加入鄰苯二甲酸酯類（如DBP、DOP等）和有機(jī)溶劑（甲苯等）可 以提高VAE乳

21、液的粘度。DBP的加入量以100 gVAE乳液加1015 g為宜。如將少量的苯丙乳液或三乙醇胺加入VAE乳液中，能明顯地提高粘度。4.6 降低成本于VAE乳液中加入聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇縮甲醛（10%）、聚乙烯醇水溶液、輕質(zhì)碳酸鈣和超細(xì)滑石粉等都可降低成本。例如VAE乳液（707）50（ 質(zhì)量份）、聚乙烯醇縮甲醛溶液 50 份、乙二酸 2 份,所得的改 性VAE乳液膠粘劑對木材、 紙品、織物、無紡布等都有很強(qiáng)的粘接性， 固化速度快、耐水性好、貯存穩(wěn)定、價(jià)格低廉。4 VAE乳液膠粘劑的品種與應(yīng)用VAE乳液膠粘劑品種很多，如PVC高強(qiáng)粘合劑，多功能建筑膠、 無紡布粘合劑、紙塑復(fù)合膠粘劑、拼板膠、

22、地板膠、卷煙膠、地毯背襯膠、壁紙膠、鋁箔膠、紙管膠、裝訂膠、標(biāo)簽?zāi)z、植絨膠、皮革膠、屋 面防水膠、壓敏膠粘劑、遲效膠粘劑等 ,在建筑、家具、印刷、紡織、卷煙、包裝、紙品等行業(yè)都有成功的應(yīng)用。下面簡介一些具體品種。1) 888多用途建筑膠是由VAE乳液和其他添加劑組成，用于 各種微孔建筑材料的粘接。2) 903多功能建筑膠 是以VAE乳液、 復(fù)合增粘樹脂和硅酸鹽類無機(jī)膠粘劑等制成。 用于瓷磚和馬賽克的粘貼。3) CP -1軟泡沫復(fù)合膠粘劑主要組成為VAE乳液、丙烯酸酯-醋 酸乙烯乳液等。用于聚氨酯軟泡與滌綸布、針織布等的復(fù)合粘接。4) BST -7水基紙塑復(fù)合膠粘劑11主要成分為VAE乳液(70

23、7或 705)100(質(zhì)量份)、復(fù)配型改性松香10份、有機(jī)磷酸酯(TB P )2 7份、消泡劑等。性能相當(dāng)于國外產(chǎn)品AROCOAT。可代替溶劑型復(fù)膜膠用于印刷紙與BOPP復(fù)合。5) J -148 PVC膜-木復(fù)合用膠粘劑 其組成為VAE乳液、松香樹脂、萜烯樹脂、增稠劑和增塑劑(DB P )。用于PVC木紋膜與膠合板、刨花板等木制品的復(fù)合粘接。6) PVC片材與人造板粘接用膠粘劑主要成分為VAE乳液(706)100(質(zhì)量份)、松香20份、助劑A (增稠)7份、PVA 17-880.5份、穩(wěn)定劑4份、非離子表面活性劑1份。7) TF -1復(fù)合薄膜膠粘劑基本組成 為VAE乳液，適用于聚烯烴薄膜與紙復(fù)合(PP或PE須經(jīng)電暈處理)。8)VAE系列高速卷煙機(jī)用膠粘劑VAE乳液(707)55(質(zhì)量份)、改 性單體30份、混合無皂乳化劑1 0份、DB P (DOP )5份、助劑(蓖麻油、磷酸三丁酯、 乙二醇等 )適量,消泡劑適量 ,用作高速卷煙機(jī)上搭口、接咀、成型、包裝通用的膠粘劑。9) XK型高速卷煙膠主要組成為VAE 乳液