酮肼交联在白乳胶改性中应用研究

郭立强，吕晓莉（.江苏工程职业技术学院，江苏 南通 6007；.河南省邮政局函件局，河南 郑州 450008）

酮肼交联在白乳胶改性中应用研究

郭立强1，吕晓莉2
（1.江苏工程职业技术学院，江苏 南通 226007；2.河南省邮政局函件局，河南 郑州 450008）

以双丙酮丙烯酰胺（DAAM）为醋酸乙烯酯的共聚单体，己二酰肼（ADH）为改性剂，利用酮肼交联反应改性白乳胶。探讨了不同双丙酮丙烯酰胺的含量，双丙酮丙烯酰胺与己二酰肼的配比及反应温度对乳液性能的影响。结果表明，当DAAM加入量为单体总量的2%～2.5%和DAAM与ADH的质量比为1：0.5～0.75时，乳液的黏度、粘接强度、耐水性等综合性能最佳。

双丙酮丙烯酰胺；己二酰肼；交联；白乳胶

白乳胶具有成本低、污染小、性价比好高等优点，己已在建筑装潢、木材加工和包装等领域得到了广泛使用，但其耐水、耐寒及机械稳定性较差，因而白乳胶改性一直受到人们的关注［1］。

白乳胶的改性方法有多种，本文以加入适量的双丙酮丙烯酰胺与醋酸乙烯酯、己二酰肼等单体共聚，生成含有酮羰基的共聚物乳液。该乳液在干燥过程中酮羰基与肼发生脱水、交联反应，从而形成网状结构，提高粘接强度和耐水性［2］。

1　实验部分

1.1原料及仪器设备

醋酸乙烯酯（VAc），99.5%，上海润捷化学试剂有限公司；过硫酸钾，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；聚乙烯醇（1788），新郑春升胶黏剂厂；双丙酮丙烯酰胺（DAAM）、己二酰肼（ADH），工业纯，杭州兴华精细化工有限公司。

旋转式黏度计NDJ-1，上海天平仪器厂；耐洗刷测定仪JTX-Ⅱ，上海汇群化工设备有限公司。

1.2乳液共聚合

称取20 g聚乙烯醇、197 mL水，加入到500 mL四口烧瓶内，开动搅拌并水浴升温至90 ℃，保温2 h，使聚乙烯醇充分溶解；降温至反应温度，加入浓度为10%的引发剂0.6 mL（约占总量体积的20%），搅拌均匀；开始滴加DAAM和VAc的混合溶液，调节滴加速度与回流速度一致，每隔0.5 h补加一次引发剂，单体滴加完毕后，当冷凝管无回流，反应后期水浴温度逐渐升高，当体系温度升高到约94 ℃时为反应终点，此时停止加热，在搅拌状态下自然冷却直室温；称取配方质量的ADH加入乳液中，继续搅拌约20 min，使ADH完全分散均匀，得乳液粗产物，密闭封保存。

1.3测试方法

（1）固含量：参照文献［3］执行；

（2）黏度：参照文献［4］，采用旋转黏度计测定；

（3）粘接强度：按照 HC/T 2727—2010，采用万能材料试验机进行测定；

（4）耐水性：将0.05 g 胶液均匀涂敷在2 块表面洁净的榉木板（尺寸为 2.5 cm×2.5 cm）上 ，施胶面积为 2.5 cm×2.0 cm，施胶压力恒定，常温施压时间为48 h；待其充分干燥后，除去压力，放入 100 ℃水浴中，以开胶时间作为耐水性的衡量指标；

（5）乳液的耐洗刷性：称取每份样品相等质量（50 g），均加入相等质量的钛白粉（7.5 g），分别称量相同质量的各乳液样品适量，均匀涂布在3个相同尺寸的埃特板上，封边保存7 d，待完全脱水干燥后，利用JTX-Ⅱ型耐洗刷测定仪检测，精确至10次以内。

2　结果与讨论

2.1不同DAAM和ADH含量的共聚合对乳液性能的影响

在共聚中DAAM和VAc单体的总量为40 g，其中DAAM的质量分数分别为0%、0.5%、1%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%，对比实验固定mDAAM：mADH=2：1的情况下，探讨不同DAAM和ADH含量的共聚合对乳液性能的影响，结果见表1。

表1　DAAM和ADH加入量的不同对各样品性能的影响Tab.1　Effect of amounts of DAAM and ADH on latex properties

由表1可知，PVA1788作保护胶体，随着DAAM和ADH加入量的增大白乳胶的性能变化为：（1）表观黏度呈上升趋势，当DAAM加入量为混合单体量2.5%～3%时，黏度大幅提高；（2）粘接强度依次增强；（3）乳液的耐沸水性能大幅提高；（4）耐洗刷次数也大幅提高，当DAAM加入量在2.5%时，耐洗刷次数达到369次。

观察7组样品，随着DAAM和ADH加入量的增大，乳液的凝胶率不断变大，则乳液聚合反应的稳定性逐渐变差。当DAAM加入量为单体量3%时结聚严重，乳液上层有水析出；DAAM加入量为单体量2.5%时出现部分结聚，而用量在2%及以下时均贮存完好。所以在保证固含量前提下，DAAM的加入量应在2.5%及以下较适宜。

2.2不同DAAM和ADH配比对乳液性能的影响

固定DAAM加入量为混合单体量的2%（即：VAc加入量为39.2 g，DAAM加入量为0.8 g），改变ADH的加入量制备乳液，做6组平行试验，所得白乳胶固含量在设计范围内。

ADH加入量对乳液性能的影响如表2所示：（1）不加ADH时，乳液性能接近空白试验性能；（2）当ADH加入量较少时，白乳胶的粘接强度、耐水性和耐洗刷次数等性能提高明显，随着其加入量逐渐增多，这些性能呈下降趋势，当ADH与DAAM质量比为0.5：1～0.75：1时，各项性能较好。随着ADH加入量的增多，表观黏度逐渐增大。

表2　不同DAAM和ADH质量比对白乳胶性能的影响Tab.2　Effect of weight ratio of DAAM and ADH on white latex properties

2.3反应温度对共聚乳液黏度和固含量的影响

在其他配方不变的情况下，DAAM的用量为2%，DAAM和ADH质量比为1：0.5时，探讨聚合反应在70 ℃，80 ℃，90 ℃下对共聚物乳液黏度和固含量的影响，如图1所示。

从图1可知，共聚乳液的表观黏度随温度的上升而增加；固含量随反应温度变化不太明显。

（l）在制备低固含量（＜23%）白乳胶时，加入少量的DAAM和相应量的ADH改性效果良好。

（2）DAAM加入量和DAAM与ADH质量比对乳液性能影响很大。当DAAM加入量为单体的2%～2.5%和D A A M与A D H质量比为1：0.5～0.75时，乳液的综合性能佳。

（3）反应温度在85 ℃，黏度较大，固含量较高。

3　结论

图1　聚合温度对共聚物黏度和固含量的影响Fig.1　Effect of polymerization temperature on viscosity and solid content of copolymer

［1］高炜斌，王海霞，李敏.醋酸乙烯酯乳液聚合的研究动态［J］.化工技术与开发，2005，（2）：26-29.

［2］孙文兵，王世敏，许祖勋，等.聚醋酸乙烯酯乳液耐水性的研究进展［J］.中国胶粘剂，2004，13（16）：49-53.

［3］胡金生，曹同玉，刘庆普.乳液聚合［M］.北京：化学工业版社，1987：486.

［4］郭立强，苏涛.低残余醛的聚乙烯醇缩丁烯醛的制备与应用［J］.中国胶粘剂，2010（5）：39-42.

On application of keto-hydrazide crosslinking in white latex modification

GUO Li-qiang1， LV Xiao-li2
（1.Jiangsu College of Engineering and Technology， Nantong， Jiangsu 226007， China； 2.Henan Post Bureau， Zhengzhou， Henan 450008， China）

Diacetone acrylamid（DAAM）andVAc were choosen as the coreaction monomers. The DAAM-VAc copolymer was synthesized by emulsion polymerization. Then， ADH was added to the emulsion and fully blended to prepare the modified white latex. The effects of reaction temperature， DAAM content and weight ratio of DAAM and ADH on the latex performance were discussed. The result showed that the copolymer emulsion had appropriate viscosity， bonding strength and water resistance when the diacetone acrylamide amount was 2～2.5% by monomer weight and the weight ratio of DAAM and ADH ratio was 1：0.5～0.75.

diacetone acrylami； adipic dihydrazide； cross-linking； white latex

TQ331.4

A

1001-5922（2015）10-0079-03

2014-09-29

郭立强（1978-），男，硕士，副教授，研究方向：高分子材料改性。E-mail：guoliqiang78@163.com。

南通市科技项目（BK2012046），南通纺织职业技术学院院科研项目（FYKY/2012/5）。