0 引言　
　　　随着经济的发展和科技的进步,胶粘剂以其生产方便、使用简便、种类繁多、性能稳定等特点,广泛应用于航空航天业、建筑业、轻纺业、汽车制造业、包装业、木材加工业等,极具发展前景.
　　在诸多的胶粘剂品种中,乳液型(水基)胶粘剂以粘结和涂覆效果好、生产成本低、环境污染小等特点,成为世界各国竞相研究、开发的方向,目前乳液型胶粘剂约占胶粘剂总量的45%.乳液型胶粘剂主要有:聚醋酸乙烯酯及其共聚物乳液胶粘剂、丙烯酸系聚合物乳液胶粘剂、橡胶型乳液胶粘剂、聚氨酯乳液胶粘剂等.其中,聚醋酸乙烯酯及其共聚物乳液型胶粘剂对于纤维织物多孔状物质具有粘结强度大、耐久性好、既耐高温又耐低温、成本低等优点,其缺点是:耐水性和抗蠕变性差.丙烯酸系聚合物乳液型胶粘剂优点是:耐候性、耐老化性好,抗氧化性好,耐水性好;缺点是:耐油性和耐溶剂性差.为进一步拓宽上述两类胶粘剂的应用领域,许多科研工作者致力于对其进行改性研究,本文拟采用聚醋酸乙烯酯-丙烯酸酯共聚的方法,制备一种新型的乳液胶粘剂,并测试该胶粘剂的综合性能.
1　实验
1.1 材料及仪器　
　　　醋酸乙烯酯,工业品,上海化学试剂厂产;丙烯酸丁酯,工业品,市售;阴离子型乳化剂,工业品,市售;非离子型乳化剂,工业品,市售;交联剂,工业品,市售;引发剂,分析纯,西安化学试剂厂产;淀粉,ＧＢ38885,山东都庆股份有限公司产;聚乙烯醇,工业品,市售;碳酸氢钠溶液,自制.　　ＬＪ—500型拉力试验机,广东实验机厂产.
1.2 制备方法
　　向装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的三口烧瓶中加入聚乙烯醇和蒸馏水,升温并开动搅拌器进行搅拌,至聚乙烯醇溶解.然后降温并恒温至60℃,加入1/3的混合单体、全部乳化剂及ｐＨ缓冲剂,进行充分乳化.10ｍｉｎ后,开始加入1/3的引发剂溶液、交联剂溶液(质量浓度均为100ｇ/Ｌ)进行反应.30ｍｉｎ后,当烧瓶内单体回流量小时,升温至70℃,并再加入1/3的引发剂、交联剂溶液,开始滴加单体.1ｈ后,滴加完单体,升温至85℃,此时烧瓶内出现蓝色荧光,再加入剩余的引发剂、交联剂溶液并加入淀粉,搅拌使之充分反应30ｍｉｎ后,调节ｐＨ=7,停止反应.产品外观为乳白色黏稠状液体.
1.3 剥离强度测试
　　按ＧＢ/Ｔ2790—1995进行测试.
2　结果与讨论
2.1 正交试验
　　影响胶粘剂性能的因素有:ｍ(蒸馏水)/ｇ(因素Ａ)、ｍ(醋酸乙烯酯)∶ｍ(丙烯酸丁酯)(因素Ｂ)、ｍ(淀粉)/ｇ(因素Ｃ)、ｍ(交联剂)/ｇ(因素Ｄ),以剥离强度为考核指标,采用4因素3水平正交实验Ｌ9(34),试验结果及数据处理列于表1,正交试验中控制聚乙烯醇、引发剂、乳化剂等用量为固定值.　　
　　由表1可知,体系中各因素的最佳配比为:Ａ3Ｂ2Ｃ3Ｄ2,即ｍ(蒸馏水)=150ｇ;ｍ(醋酸乙烯酯)∶ｍ(丙烯酸丁酯)=1∶2;ｍ(淀粉)=15ｇ;ｍ(交联剂)=1.25ｇ.综合考虑胶粘剂性能及生产成本等方面的影响,选定ｍ(蒸馏水)=150ｇ,ｍ(醋酸乙烯酯)∶ｍ(丙烯酸丁酯)=1∶2,醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯的总用量为25ｇ,来重点探讨交联剂用量、淀粉用量对胶粘剂剥离性能的影响.



2.2 交联剂的用量对胶粘剂剥离性能的影响
　　交联剂的作用主要是提高胶粘剂的内聚力,其用量对粘结的影响如图1所示.由图1可见,随着交联剂用量的增加,剥离强度先增加后又逐渐减小,出现一个最佳峰值.这是因为所选用的交联剂在高温下易发生自交联反应,从而提高体系的内聚能,使体系的粘度增加,粘结强度增加;同时,交联剂在粘结过程中,还可与纤维等织物上的羟基、胺基结合,增加体系的粘结强度,从而使剥离强度增加.但是,随着交联剂用量的增加,交联剂呈过剩状态,使体系的粘度过大,胶粘剂不能渗入到被粘结物的空隙中,致使粘结效果不好,即剥离强度下降.从试验可知,当交联剂用量为1.25ｇ时,体系的剥离强度最佳.



2.3 淀粉用量对胶粘剂剥离性能的影响　
　　　淀粉用量对胶粘剂剥离强度的影响如图2所示.由图2可见,随着淀粉用量的增加,剥离强度先增加后减小,也出现一个峰值.这是因为:不加淀粉时,由于体系中固含量低,使聚合物乳液粘度低,作胶粘剂使用时,两粘结面间粘结层太薄,因而其剥离强度低;随淀粉用量的增加,聚合物乳液的粘度不断增大,由于毛细管作用,胶粘剂向粘结面孔隙中有一定程度的渗透,胶粘剂各组分间具有良好的协同作用,从而达到很好的粘结效果,因而剥离强度增大;当淀粉用量超过15ｇ时,体系粘度过大,胶粘剂不能渗透到粘结面的孔隙中,导致吸附力变小,剥离强度降低.所以,当淀粉用量为15ｇ时,体系的剥离强度最佳.



2.4　其他助剂对体系性能的影响
2.4.1　乳化剂对体系性能的影响
　　　乳化剂的主要作用是降低界面张力,起到乳化、分散、增溶等作用.本文选取复合型乳化剂即阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂共用.这样,使乳胶粒表面上交替吸附两种乳化剂分子,非离子型乳化剂的静电屏蔽作用降低了乳胶粒表面上的静电张力,增大了乳化剂在乳胶粒上的吸附牢度,因而聚合物乳液稳定性提高.关于乳化剂用量,可结合ＨＬＢ值计算[5]得出.醋酸乙烯的最佳ＨＬＢ值范围为14.5～17.5,丙烯酸丁酯的最佳ＨＬＢ值范围为10.85～11.45,本体系中ｍ(醋酸乙烯)∶ｍ(丙烯酸丁酯)=1∶2,可计算所需ＨＬＢ范围为12.67～13.46;本试验体系所选用的阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的ＨＬＢ值分别为11.7,13.9,当两种乳化剂质量比为1∶1时,复合乳化剂的ＨＬＢ值为11.7×1/2+13.9×1/2=12.8,介于12.67～13.46之间,理论上可满足要求.经反复试验,当两种乳化剂的用量各为0.5ｇ时,对体系的乳化效果最佳.
2.4.2 引发剂对体系性能的影响
　　　引发剂的主要作用是产生具有引发活性的自由基,通过自由基引发单体进行聚合反应.引发剂的用量不宜过大,因为当引发剂用量大时,自由基生成速率增大,自由基引发的单体聚合速率增大,但同时,聚合物链终止的速率亦增大,从而使聚合物的平均分子量降低.经过反复试验,引发剂用量以0.5ｇ为最佳.
2.5 成本核算
　　该胶粘剂总投料成本为1900元/ｔ左右,明显低于相关类型的胶粘剂,具有明显的经济效益.
3　结论　
　1)采用聚醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯共聚的方法,制备了一种成本较低、粘结性能好的新型乳液胶粘剂.
　　2)该乳液胶粘剂中,当ｍ(蒸馏水)=150ｇ,ｍ(聚醋酸乙烯酯)∶ｍ(丙烯酸丁酯)=1∶2,醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯的总用量为25ｇ,ｍ(交联剂)=1.25ｇ,ｍ(淀粉)=15ｇ,其他助剂适量时,具有优异的粘结性能,该胶粘剂的抗剥离强度可达140Ｎ/ｃｍ.3)交联剂的加入可明显提高胶粘剂的剥离强度,当交联剂用量为1.25ｇ时,其剥离强度是不加交联剂时剥离强度的2倍.