反应性丙烯酸树脂无皂乳液/封闭异氰酸酯复合板防水黏结剂制备关键技术及应用基础研究

本项目旨在制备一种具有良好疏水性能、黏结性能和成膜性能的多官能度反应性高分子胶黏剂，在高分子胶体稳定剂的作用下，以多功能基反应性单体，阳离子单体，丙烯酸长链脂肪酯等为共聚单体，通过无皂乳液共聚合制得高固含量自交联丙烯酸树脂；并对异氰酸酯多聚体进行封闭、水性化处理制得水分散封闭异氰酸酯；将上述两组分按一定比例、工艺复合即得产品。其可作为植物纤维的胶黏增强剂，与纤维基质作用可制得具有良好防水性能、黏合强度和机械性能的植物纤维生态复合材料。深入研究反应性高分子体系的流变性，及其在纤维中的作用形式、次序和程度，阐明其黏结防水机理。本产品不含甲醛，可根据纤维特性，调整共聚物和异氰酸酯多聚体的结构与比例；其与植物纤维接触时，会发生多重反应改变纤维分子结构，以解决现有植物纤维复合材料存在的诸多问题（如甲醛污染、黏合强度低、防水性能差等)，提高复合板材的综合性能，实现对植物纤维复合材料加工的一次重大变革。

本项目以改性聚乙烯醇作为高分子胶体稳定剂和交联成膜组分，活性多功能基（羟基、羧基、环氧基和氨基等）乙烯基单体、离子单体、长链烷基甲基丙烯酸酯类单体为共聚单体，通过无皂乳液共聚合，制得具备良好黏合性能、成膜性能和防水性能的高固含量自交联两亲性丙烯酸树脂无皂乳液，并制备得到低黏度水分散封闭异氰酸酯多聚体，然后将两者复合制备得到无甲醛黏合剂，对不同混合体系的结构（化学组成、支化结构、活性单体种类及分布、相对分子质量、离子性、交联程度、交联方式、胶乳粒径尺寸和分布、胶乳形貌等）及其应用性能之间的相关性进行了研究；同时对无溶剂聚氨酯/聚丙烯酸酯共聚物的原位聚合机理、固化条件及改性聚氨酯制备及其性能的影响因素等亦进行了深入研究，研究结果表明：水分散封闭异氰酸酯与丙烯酸树脂无皂乳液、EVA、羧基丁苯胶乳、PVA、改性大豆胶、硅溶胶等混合体系可达到较为理想的防水性能、粘合强度及成本的可调控性，从源头上解决甲醛释放问题，可满足无甲醛人造板的性能要求(如粘合强度、防水性能、成本适当等)；同时无溶剂聚氨酯/聚丙烯酸酯共聚物及改性聚氨酯亦具备良好的粘合效果，且在水性漆和金属涂层方面体现出了优异性能。