水性胶粘剂

上海徐工涂料技术有限公司 徐国兴

国数千年前就已开始使用以水为介质的粘物，用水调和粘土淀粉，胶粘石块，用骨胶、鱼胶粘接铠甲、刀鞘等。随着工业的发展，成胶粘剂到当前也已向水性系统方向开发，发挥其无污染、无毒性、安全、节约有机溶资源等优点，价格也较低廉， 应用面也较，可粘合木材、织物等多孔性材料，也可粘金属、塑料、皮革等。

前，常用的水性胶粘剂通常是将高分子成树脂有效地分散在水中，成胶束状微粒分的乳液体系，涂布以后，乳液中的水份渗吸材料中或向空中挥发后，树脂胶束就相互融成为连续胶膜而将两块底材粘结在一起。胶从液相转化为固相，而后粘结牢度逐步提。所以水性胶的使用与环境温度高低有关，粘力的产生与时间有关，都成为水性粘合工上的缺陷。

现在将常用的几种水性胶粘剂介绍于下：

一、 聚醋酸乙烯系

聚醋酸乙烯水性胶，俗称白胶，其使用历史较长，价格便宜，稳定性好，并有良好的初粘强度，能添加填料、增塑剂以自由调节稠度，混和性良好。主要用于粘接纤维质材料，如胶合板、装饰板及各种木材，纸盒箱和书籍等纸制品，无纺布等织物。在引入含其他基团的组后，可用于粘接陶瓷、皮革、织物及某些塑料制品。

1． 白胶 主要组份为PVAc(-CH2-CH(OOCCH3)-) n

配方中加入增塑剂，其量常根据使用季节而变动。例如（单位为重量份）：

醋酸乙烯(VAc)40.24～45.8，聚乙烯醇(PVA)3.66-4,水44.3-50.3,辛醇0.183,引发剂过硫酸铵0.137，乳化剂辛基苯酚聚氧烯醚0.513，邻苯二甲酸二丁酯5.13～5.5份。

操作：先将PVA溶于水中，常温加乳化剂、辛醇和部分刀bc单体与引发剂， 在75℃I发乳液聚合反应。然后滴入剩余单体（占大部分）和引发剂。全部滴加完后，在95℃保温半小时使反应完全。降温出料，加入增塑剂。其固体份为55%左右。

2．多功能白胶

配方中加入丙烯酸丁酯(BA)进行共聚。增加了亲油性基团，使产品对某些非极性的材料也有一定的粘结力，耐水性也比普通白胶增强。可用以粘合PVC与胶合板，铝箔与纸，瓷砖、硬木、皮革、水泥、泡沫塑料，和用于制造提琴，钢琴等。

配方一例：VAc 27～31.5，BA 13.5～18,PVA 3，水52,过硫酸铵0.1, OP-10 0.23,醋酸钠0.3份（均为重量份）。

操作：将VAc与BA预先混合作为混合单体加料，其他操作同前q成品固体份含量为47%～48%。

二、聚乙烯醇(PVA)和其缩醛胶

PVAc经皂化水解即成PVA（[CH2-CH(OH)]n），用于水性胶的PVA是仍带若干醋酸酯基团的皂化度较低的水解产物。

作为纸张、纸箱、信封、邮票、标签粘结用的PVA胶是将PVA I份与水9～10份在85～90℃下不断搅拌溶解而成10%左右固体份的胶水。也可与淀粉等并用作织物上浆剂。其缺点是耐水性差，可加入交联剂如硫酸钠、硼酸、多元羧酸、醛类等来改进防潮性，添加增塑剂改善其脆性。有时添加填料、防腐剂，用于木材、皮革、建材（水泥、陶瓷制品）等的粘结．加入甲醛进行缩醛化，可提高其耐水性，可按缩醛程度高低，作电绝缘涂料、涂料或粘合剂使用。作为建材粘合剂使用的PVA缩甲醛胶水配方举例如下（重量份）：

PVA 1799# 7～12,甲醛（36%水溶液）2.6～4.8，水84～90份。操作：PVA在85-95℃熔化成水溶液后，在用HCl调节的酸性介质的催化下与甲醛缩合反应，温度91～94℃。缩合完毕后，调节pH至中性。含固量7%-12%。可用以粘合板条、瓷砖、马赛克、墙布，与水泥调和，可增强地坪致密性，也可粘结陶瓷制品。

三、丙烯酸酯系水性胶

丙烯酸酯系统一般均采用共聚物。如适当地用丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、2—乙基己酯等混合调节达到所需软化点、韧性， 或与丙烯腈、苯乙烯、VAc、MMA等共聚， 引入其他基团和功能性，以适应不同用途的需要。丙烯酸酯系共聚物的热稳定性、光化学稳定性好，抗氧化性良好，结膜完全透明。其酯基具有很强的氢键，与许多材料粘结附着优良。

1，织物贴合用胶 用于以尼龙波纹绸为底料贴合开司米面料的运动衫。配方举例（重量份）：丙烯酸乙酯(EA)42，丙烯酸(AA)1.5，N-羟甲基丙烯酰胺(HAM) 4.5,丙烯腈5,水46.5，过硫酸铵0.15，醋酸钠0.44份。

操作：在70℃水中先将HAM 3份， 醋酸0.44份，过硫酸铵0.01份聚合成乳液。然在此温度滴加剩余的单体和引发剂，反应时5小时。含同体量为52%左右。

2．静电植绒粘合剂

配方举例：丙烯酸甲酯(MA) 6.5， EA25.5,丙烯酸2-乙基己酯10.8, AAI，HAM0.9，水52，聚氧乙烯酚醚3，过硫酸钾0．035，偏亚硫酸钠0.035重量份。

操作：先按配方之1/4量制备出共聚物乳液，再在3小时内滴加剩余单体和助剂、引发剂。共聚完毕后，添加六甲氧甲基三聚氰胺5份和固化剂0.5份，用氨水(28%)中和至pH6.5即成。

3，标贴用压敏胶 用于转移性标签压敏粘合。配方举例：BA 26.4～28.5, AA4.3～5，水65，5～68，十二烷基硫酸钠0.33～0.66，油酸钠0.165～0.33,十二硫醇0.05～0.13,过硫酸铵0.17重量份。作为瓶贴胶也可再加硼砂1%及OP-10 0.5%。

操作：乳化剂全部和水与1/3单体、 1/3引发剂，在75℃乳液聚合后，在3.5小时内滴加剩余单体和引发剂。加完，保温反应半小时。降温至4 0℃，加入对苯二酚0.1份。

4．PVC胶粘带用压敏胶

配方操作（重量份）：在反应器内配制下列水溶液：羟乙基纤维素0.5，聚氧乙烯壬基酚醚2,十二烷基联苯醚二磺酸钠1.3，碳酸氢钠0.087，水54份。将1/5的共聚单体(BA 20，VAc 14，及十二烷基硫醇0.6份）混和，加热到85℃，将过硫酸钾0.14份与水8.7份配成溶液，连同剩余的4/5共聚单体和硫醇，在85-90℃时，一起滴加进去，进行乳液聚合。滴加到2/3时，同时滴加AA 0.17份，MAA O．25份， 共4.5小时滴完。 保温0.5小时，冷至温，加聚醚醋酸酯3.2份，即成。

5．丝网印花浆

配方操作：BA 70，MMA 30， 丙烯酰胺10，水1 50，匀染剂（平平加0）2.5， 过硫酸铵0.25份。用水将匀染剂溶解后升温至75℃，加1/3引发剂及混合单体进行聚合。 升温至86℃，滴加剩余单体和引发剂。加完后保温反应2小时。降温至50℃以下出料。

该印花浆料柔韧适中，与合纤、棉纤粘结性强。加入所需着色染料、颜料，即成印花涂料。

水性胶的发展十分迅速，品种繁多。以上举例仅j：疹市已普遍应用的品种。为了改善水性胶的初粘力、干燥速度和耐水性等，不断有新组份、新配方出现。

例如最早的层压板大量使用酚醛胶水（在碱性催化剂NaOH或Ca(OH)2存在下，酚／醛摩尔比l：（1.5～1. 8），反应制得含固量为45%-50%的水性胶）、脲醛胶水或三聚氰胺甲醛树脂胶水，现在国外已发展到使用水溶性聚氨酯粘合剂（端基为异氰酸基的聚醚／甲苯二异氰酸酯预聚体与三乙醇胺以1：3摩尔比加聚反应之产物配成含固40%的水溶液）；聚乙烯醇和聚醋酸乙烯乳液已升级为乙烯／醛磐乙烯共聚体(VAc含量28%～80%）的水乳液。它们可以提高粘结强度和耐水性。

为了克服干燥速度慢的缺点， 日本太阳星公司研制成功一种喷雾混合双组份丙烯酸酯系水性胶，辅剂是以对乳液起凝集作用的有机金属盐为固化剂。在使用中采用双头喷枪将两个组份在气流中混合后，喷涂在物面上。主剂树脂乳液部份凝集，在短时间内产生初粘力，达到与溶剂型相似的起始粘接强度。

我市对水性聚氨酯在木材层压等方面的应用也已在研究开发中。EVA系胶水也有批量供应。