聚醋酸乙烯涂料的优点有哪些
聚醋酸乙烯涂料又称聚醋酸乙烯乳胶漆。涂膜透气性好、细腻、平滑、色彩鲜艳、装饰效果好。但耐水性、耐碱性、耐候性较其他共聚乳液涂料差,施工方便,可用刷、滚涂施工。广泛用于内墙面装饰,不宜用于外墙。
分子发生布朗运动。聚醋酸乙烯酯是无色黏稠液。由于使用的聚醋酸乙烯酯原料含有较多未反应单体,分子发生布朗运动,导致涂料变黄。布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动。其因由英国植物学家布朗所发现而得名。
聚醋酸乙烯涂料也是乳胶漆的一种,只是在涂料中添加了醋酸乙烯乳液,耐水性及耐擦洗性较前几种乳液生产的涂料差。
VAE乳胶涂料在抗水解性、耐水性及耐候性方面均优于乙酸乙烯均聚乳胶涂料,其流动性及耐擦洗性能接近于乙酸乙烯-丙烯酸乳胶涂料.但涂膜性能不及纯丙烯酸和苯乙烯-丙烯酸酯乳胶涂料.
VAE乳液的生产需要加压设备,因而在生产上收到一些限制.这种乳液涂膜偏软,耐污染性较差,目前国内主要用于配制内墙涂料.
聚醋酸乙烯类乳液是以醋酸乙烯为单体,水为分散介质,进行乳液聚合而得。由于聚醋酸乙烯乳液具有胶黏强度较高、固化速度较快、使用方便、价格便宜、无毒安全、无环境污染等特点,适用于木材加工、家具制造、建筑装修、书籍装订、织物处理、卷烟接嘴、汽车内装饰等胶黏剂的制备。
共聚型聚醋酸乙烯有乳液、溶液和固体(热熔胶)等形态。如醋酸乙烯一乙烯进行共聚的乳液,醋酸乙烯一丙烯酸酯、醋酸乙烯一马来酸酐、醋酸乙烯一羟甲基丙烯酰胺等进行共聚的乳液,及三元、四元共聚的乳液。此外,用交联、共混或共混与交联相结合方法以及用缩醛化改性、无皂乳液聚合等方法,也能改善聚醋酸乙烯乳液的性能。作为热熔胶的固体共聚物,有乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)、醋酸乙烯分别和丙烯酸酯、马来酸酐、羟甲基丙烯酰胺等的共聚物。其中以EVA的用量最大,用途也最广泛。
EVA乳液是乙烯(Ethylene)与醋酸乙烯(VAc)单体共聚乳液的简称,20世纪70年代EV
A|乳液得到了迅速发展,性能不断提高。80年代后开始研究EVA三元共聚乳液,如醋酸乙烯一乙烯一丙烯酰胺共聚乳液、醋酸乙烯.乙烯一丙烯酸(酯)共聚乳液、醋酸乙烯一乙烯一不饱和二元羧酸共聚乳液、醋酸乙烯一乙烯一马来酸酐共聚乳液等,由于引入了活性功能单体,大大提高了乳液的性能。近年来,又有醋酸乙烯一乙烯一丙烯酸异辛酯一甲基丙烯酸磺酸钠四元共聚物的报道。为了提高固化速度和胶黏强度,已出现了高固含量(65%一75%)的EVA乳液产品。加入丙烯酸与醋酸乙烯和乙烯共聚,制得了羧基化的EVA乳液。
由于EVA乳液分子中引入了乙烯链段,减少了醋酸基团的空间阻碍,起到内增塑作用,使大分子变得柔顺,从而赋予了EVA乳液许多优良的性能。EVA乳液无毒、无臭、不燃、不爆、不污染环境、不危害健康,属绿色环保型基料,有很好的发展前途和应用前景。
聚醋酸乙烯酯在水分挥发成膜后已有良好耐水性能,你可按苯丙或者硅丙乳液那种方式复配利用聚苯乙烯或者聚丙烯酸酯来协同耐水。另外乳液中如果亲水表面活性剂和其他助剂过量分散在乙烯酯连续沉降中也会降低防水力(阴阳离子表活 >非离子表活)。
主要用作涂料、胶黏剂、纸张、口香糖基料和织物整理剂,也可用作聚乙烯醇和聚乙烯醇缩醛的原料。
醋酸乙烯单体在引发剂的作用下聚合成的一种热塑性胶粘剂。按其聚合方式不同,又可分为溶液型和乳液型两种,一般用于木材胶合的为乳液型。
1914年德国专利(281687)报道了醋酸乙烯在光引发下聚合成无色透明块状物,在1915~1925年期间,人们广泛地研究了游离基型乙烯基单体聚合物,1929年普兰桑(Planson)首先用乳液聚合方法制取了聚醋酸乙烯酯乳液,1937年前后实现了工业化生产。第二次世界大战后,广泛地应用于涂料、纺织和胶粘剂等工业。中国于50年代中期开始研究,60年代中期在天津、上海、北京等地批量生产,开始代替动物胶用于家具制造业。
聚合方法
一般采用溶液聚合和乳液聚合两种方法。溶液聚合通常用过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈作引发剂,得到分子量较低的聚合物。乳液聚合是借助乳化剂(阴离子型或非离子型表面活性剂)的作用,把单体分散在介质中进行聚合,用水溶性引发剂进行引发,得到乳液聚合物。聚醋酸乙烯酯的聚合反应分为链引发、链增长、链终止3个连续阶段。
链引发阶段
当引发剂的游离基或离子本身连接到醋酸乙烯酯单体上时,就产生了引发作用,导致双键电子重排,将活性点转移到醋酸乙烯酯单体上。
剂通常是由过氧化物如过氧化苯甲酰、过氧化氢、过硫酸盐等产生的游离基。
链增长(聚合)阶段
被引发的单体自由基,通过同样的转移机理进一步与单体分子反应,形成链自由基,使分子链不断增长。
链终止阶段
当活性点消失时,链增长即可终止。链终止的反应机理有双基结合和双基歧化两种方式。两种链终止方式所占比例随聚合条件不同而改变。
性质和使用
聚醋酸乙烯酯乳胶俗称“白胶”,为常用的木材胶粘剂。它是由醋酸乙烯酯单体,以聚乙烯醇为乳化剂,过硫酸铵(或过硫酸钾)为引发剂,水为介质,在70~90℃下经乳液聚合而制得。其外观为乳白色粘稠液体,具有微酸性(pH=4.0~5.5),耐稀酸、稀碱。遇强酸强碱会引起水解而生成聚乙烯醇,固体含量为40~50%,粘度1500~4000毫帕秒(20℃),粒度1~2微米。聚醋酸乙烯酯乳胶为水性乳胶,因而操作和洗涤方便。无毒,无火灾和爆炸的危险,对人的呼吸和皮肤无刺激作用。
聚醋酸乙烯酯乳胶是自干型胶粘剂,可以在室温(20℃)下,靠水分挥发,颗粒自行连接成大分子,而形成半透明的胶膜,不需加热和添加固化剂,便能在较短的时间内固化。初期胶合强度和干状胶合强度较高。乳胶的贮存寿命可长达1~2年。
聚醋酸乙烯酯乳胶耐水、耐热、耐溶剂性能差。在空气湿度为65%时,吸水为胶重的1.3%,湿度为95%时,吸水为胶重的3.5%。软化点为45~90℃,固化后的胶层易蠕变,使胶合强度下降。这些缺点可用重金属盐如氯化铝、氯化锌作交联剂,通过与热固性树脂混合或使醋酸乙烯单体与另外一些单体如丙烯酸酯单体共聚的方法,来提高其耐水性和耐热性(如下表)。
聚醋酸乙烯酯乳胶贮存温度以10~40℃为宜,温度过低易冻结而影响使用。如果乳胶受冻,在使用之前需在30~40℃环境中,使其全部解冻后使用。
聚醋酸乙烯酯乳胶适于胶合多孔材料。可以胶粘木材与木材、木材与纸张、木材与塑料贴面板等。可室温胶合,也可加热胶合,胶合时压力一般为0.5兆帕。室温胶合,一般夏季为2~4小时,冬季为6小时以上;通常不采用热压胶合,如需热压时可采用热压温度为70~80℃,热压时间为每毫米1~1.5分钟。
溶液型聚醋酸乙烯酯胶粘剂,对非极性表面有较好胶合强度,可用作胶粘皮革、玻璃纸、云母片、陶瓷和塑料制品等。