專利名稱：一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液，該乳液對水泥基材料具有高的減水、增強和防水效果，本發(fā)明還涉及該乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
水泥混凝土是當今應用量最大、應用范圍最廣的建筑材料之一，它很少單獨使用，常需加入有機聚合物對其進行改性。用于改性水泥混凝土的聚合物包括水溶性聚合物、聚合物乳液(或分散體)、可再分散的聚合物粉料和液體聚合物。聚合物改性水泥基復合材料是指在水泥漿、水泥砂漿和水泥混凝土中加入了分散在水中或可以在水中分散的聚合物材料，此時水泥基的許多性能如強度、變形能力、粘結(jié)性能、防水性能、耐久性能等都會有所改善。
高效減水劑和聚合物乳液(或分散體)是常用的改性水泥基材料的聚合物。摻入高效減水劑是水泥混凝土改性的一種重要方法和技術(shù)，少量的高效減水劑就可顯著改善水泥混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的強度、防水性和耐久性，但對水泥混凝土的變形能力、粘結(jié)性能等貢獻很小，防水耐水性能改善不很大，并且不能形成薄薄的水泥基涂層。聚合物乳液則可顯著改善水泥基材料的粘結(jié)、防水性能、抗折強度和變形能力，并且可以作為防水涂料使用形成薄的水泥基涂層。聚合物改性水泥基材料不僅在混凝土結(jié)構(gòu)的修補和維護方面成為一種非常重要的材料，在新的建筑如橋面、停車場、碼頭、瓷磚和石材粘結(jié)、建筑防水、防腐等工程領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應用。
常用的水泥基聚合物乳液包括丁苯膠乳(SBR)、醋酸乙烯酯乳液(EVA)、苯丙乳液(SA)、丙烯酸酯乳液(PAE)、乙烯—醋酸乙烯酯乳液(EVA)、氯丁膠乳(CR)。丁苯乳液含有雙鍵，耐候性較差，丙烯酸酯類聚合物的耐侯性則較好。苯丙乳液的耐候性介于丁苯膠乳和丙烯酸酯類之間。聚醋酸乙烯酯乳液在堿性條件下易發(fā)生水解，其改性的水泥混凝土的耐水性不好，現(xiàn)已很少使用。乙烯—醋酸乙烯酯共聚物乳液的耐水性比醋酸乙烯酯乳液的耐水性大大提高，已經(jīng)成為一種重要的水泥基材料改性用聚合物。丙烯酸酯類聚合物具有很好的耐水解性能。偏氯乙烯共聚物在堿性條件下容易分解釋放出HCl，不能用于耐腐蝕性場合如鋼筋混凝土的修補。
除了聚合物本身的組成外，乳液中的其它組分對改善水泥混凝土的性能都有影響。為了保證乳液對水泥漿的穩(wěn)定性，通常加入較多量的非離子型低分子乳化劑和離子型低分子乳化劑如常用的十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉(SDS)，這些低分子乳化劑對增加改性水泥基材料的流動性有一定作用，但會降低聚合物乳液改性水泥基材料的耐水性，吸水率較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的用于水泥基材料減水的聚合物乳液，無需加入其它輔助成分，而能大大提高水泥基材料的工作流動性，減少用水量，提高硬化水泥混凝土的抗壓抗折強度、粘結(jié)性能、防水耐水性能和耐久性能，解決現(xiàn)有技術(shù)上述各種問題；本發(fā)明的另一目的在于提供該聚合物乳液的制備方法。
本發(fā)明利用含有可聚合反應雙鍵的反應性非離子型乳化劑羥基型或烷氧基化聚亞烷基二醇(甲基)丙烯酸酯和離子型乳化劑含磺酸基或硫酸酯基和乙烯基的物質(zhì)，能與(甲基)丙烯酸酯、烷基取代苯乙烯或乙酸乙烯酯等在水相中乳液共聚合，合成了一種穩(wěn)定的水泥基材料改性用聚合物乳液，該乳液對水泥基材料具有高的減水作用和增強效果，大大提高水泥基復合材料的工作性能、物理力學性能、防水耐久性能，從而實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)。
本發(fā)明提供一種用于水泥基減水的聚合物乳液，其特征在于，所述的聚合物是由A、B、C三種結(jié)構(gòu)單元組成的共聚物，其中A為丙烯酸及其衍生物中之一種或一種以上的單體，B為含磺酸基或硫酸酯基和乙烯基的物質(zhì)中之一種或一種以上的單體，C為除B物質(zhì)外的其它含可共聚乙烯基的物質(zhì)中之一種或一種以上的單體，所述的聚合物組成按質(zhì)量分數(shù)計為A 20％～98％，B 2％～20％，C 0～60％，總組成為100％；所述的丙烯酸衍生物單體中含有聚亞烷基二醇丙烯酸酯、聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯中的一種或一種以上的單體，其含量為聚合物A結(jié)構(gòu)單元質(zhì)量分數(shù)的5％或以上，而且其二醇醚部分的聚合度為10～500。
所述的丙烯酸衍生物是丙烯酸酯、甲基丙烯酸及其鹽、丙烯酸鹽、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺；所述的丙烯酸酯是丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、異丁酯、叔丁酯、辛酯、異辛酯及長鏈烷基酯，甲基丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、異丁酯、叔丁酯、辛酯、異辛酯及長鏈烷基酯，聚亞烷基二醇丙烯酸酯、聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯(式1)，丙烯酸羥乙酯、羥丙酯，甲基丙烯酸羥乙酯、羥丙酯，含氟烷基酯，含聚氨酯PU基團的丙烯酸酯，含聚氨酯PU基團的甲基丙烯酸酯，含環(huán)氧基團的丙烯酸酯，含環(huán)氧基團的甲基丙烯酸酯；所述的聚亞烷基二醇是聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚丙二醇聚乙二醇；所述的聚亞烷基二醇結(jié)構(gòu)是單烷基封端(即烷氧基化R′＝CH3、C2H5、C3H7)或不封端(即含羥基R′＝H)；所述的聚亞烷基二醇丙烯酸酯、聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯是反應性的非離子型乳化劑，在聚合物的結(jié)構(gòu)單元A組成中占質(zhì)量分數(shù)5％或以上；它們參與反應形成共聚物結(jié)構(gòu)單元中的一部分，并且其二醇醚部分如[CH(R)(CH2)mO]nR′的聚合度n可從10到500，其中以50到200為最佳，封端的烷基R′可為H、CH3C2H5、C3H7。
R＝H，CH3；m＝1～3；n＝10～500R′＝H，CH3，C2H5，C3H7R″＝H，CH3式1所述的含磺酸基或硫酸酯和乙烯基的物質(zhì)，是可聚合反應的離子型乳化劑，包括苯乙烯磺酸及其鹽(式2)、乙烯基磺酸及其鹽(式3)、烯丙基磺酸及其鹽(式4)，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS，式5)、含磺酸基或硫酸酯基的烯丙基—丙烯基衍生物(式6～9)、含磺酸基或硫酸酯基的丙烯酸衍生物、含磺酸基或硫酸酯基的甲基丙烯酸衍生物(式10～11)、含磺酸基或硫酸酯基的甲叉丁二酸衍生物(式12～13)、含磺酸基或硫酸酯基的馬來酸衍生物(式14～15)等。
CH2＝CR(SO3M)式2 式3CH2＝CR-CH2-SO3M式4 式5 式6 式7CH2＝CHCH2OCH2CH(OH)CH2OOCCH(SO3M)CH2COOR CH2＝CHCH2OOCCH(SO3M)CH2COOR式8 式9CH2＝C(R)COO(AO)nSO3M CH2＝C(R)COOCH2C(R′)(SO3M)CH2OOCR″式10 式11 式12 式13式14 式15所述的除B物質(zhì)外的其它含可共聚的乙烯基物質(zhì)是苯乙烯、烷基取代苯乙烯、醋酸乙烯酯、不飽和單羧酸如丁烯酸及不飽和二羧酸如馬來酸酐、馬來酸及其酯、甲叉丁二酸酐、甲叉丁二酸、富馬酸等，也可以是所述的不飽和羧酸的堿金屬鹽、堿土金屬鹽、銨鹽或季銨鹽；占共聚物的質(zhì)量分數(shù)0～60％，即本發(fā)明的聚合物乳液可以是不含C結(jié)構(gòu)單元的純丙烯酸酯乳液或含C的苯丙乳液、醋丙乳液等。
本發(fā)明的聚合物乳液和通常使用的水泥基材減水劑或聚合物乳液一樣，含水量不受限制，按國家標準要求，pH均為8～9。
本發(fā)明還提供了一種上述用于水泥基材料減水的聚合物乳液的制備方法，該方法的步驟如下把A、B、C三種物質(zhì)按A∶B∶C的質(zhì)量比為20～98∶2～20∶0～60混合，于水中乳化，然后在自由基引發(fā)劑存在下，發(fā)生共聚反應，得到本發(fā)明的一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液；所述的A物質(zhì)是丙烯酸及其衍生物中之一種或一種以上的物質(zhì)，所述的B物質(zhì)是含磺酸基或硫酸酯基和乙烯基的物質(zhì)中之一種或一種以上的物質(zhì)，所述的C物質(zhì)是除B物質(zhì)外的其它含可共聚的乙烯基的物質(zhì)中之一種或一種以上的物質(zhì)；所述的丙烯酸衍生物中含有聚亞烷基二醇丙烯酸酯、聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯中的一種或一種以上的物質(zhì)，其含量為所述A物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的5％或以上，而且其二醇醚部分的聚合度為10～500。
所述的丙烯酸及其衍生物，所述的含磺酸基或硫酸酯基和乙烯基的物質(zhì)，所述的除B物質(zhì)外的其它含可共聚的乙烯基的物質(zhì)，均如前述。
本發(fā)明聚合物乳液制備方法中的共聚反應條件與通常的共聚反應條件相同，所用的引發(fā)劑是水溶性的引發(fā)劑，例如過硫酸鹽、過氧化氫及其衍生物等；其用量為反應物質(zhì)量分數(shù)的0.4％～2％；反應物中可以一批加入引發(fā)劑，也可以分批加入，通常是分兩批加入；反應溫度可以在60～90℃，最好是70～80℃；反應結(jié)束后，分離除去未反應的單體；和通常的水泥基材料減水劑和聚合物乳液一樣，用堿調(diào)pH至8～9。
本發(fā)明的聚合物乳液用于水泥基材料，抗壓抗折強度依據(jù)國標GB/T17671-1999檢測，粘接強度按8字模法檢測，吸水率依據(jù)日本工業(yè)標準JIS A6203檢測。結(jié)果顯示本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)具有較高的減水作用，大大提高水泥基材料的工作流動性，減少用水量，減水率可高達42％；(2)提高硬化水泥混凝土的抗壓抗折強度；(3)改善硬化水泥混凝土的粘結(jié)性能，提高粘結(jié)強度；(4)改善硬化水泥混凝土的防水耐水性能和耐久性能，使之吸水率大為降低。
其詳細說明參見實施例5、6。
具體實施例方式
下列實驗及操作實例是進一步對本發(fā)明的說明，不應該當作對本發(fā)明的限制。
實施例1本發(fā)明聚合物乳液的制備將甲氧基化聚乙二醇甲基丙烯酸酯(數(shù)均分子質(zhì)量Mn＝1000)5g、甲氧基化聚丙二醇聚乙二醇甲基丙烯酸酯(Mn＝2000)5g、聚乙二醇甲基丙烯酸酯(Mn＝5000)5g、甲基丙烯酸甲酯5g、丙烯酸丁酯45g、苯乙烯磺酸鈉3g、乙烯基磺酸鈉2g、苯乙烯30g混合均勻，在攪拌下投入200g水中，激烈攪拌使其乳化。然后把乳化液的1/5投入三口瓶中，加入0.25g過硫酸銨引發(fā)劑，升溫至70～72℃，保溫至物料呈藍色，此時會出現(xiàn)一個放熱峰，溫度可能升至80℃以上。待溫度下降后開始滴加剩下的乳化液和剩余的引發(fā)劑0.25g，控制瓶內(nèi)溫度穩(wěn)定在70～75℃，單體乳化液滴加完后，升溫至95℃，保溫0.5小時，再抽真空除去未反應的單體，最后冷卻，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至8～9。
實施例2本發(fā)明聚合物乳液的制備將聚丙二醇聚乙二醇甲基丙烯酸酯(Mn＝2000)10g、聚乙二醇丙烯酸酯(Mn＝4000)5g、甲基丙烯酸甲酯25g、丙烯酸丁酯47g、甲基丙烯酸乙酯6g，甲基丙烯酸2g、甲基丙烯酸三氟乙酯3g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)2g混合均勻，在攪拌下投入200g水中，激烈攪拌使其乳化。然后把80g乳化液投入三口瓶中，加入0.35g過硫酸鉀引發(fā)劑，升溫至72～75℃，保溫至物料呈藍色，反應放熱時控制溫度在80℃左右。待溫度下降后開始滴加剩下的乳化液和剩余的引發(fā)劑0.35g，控制瓶內(nèi)溫度穩(wěn)定在70～75℃，單體乳化液滴加完后，升溫至95℃，保溫0.5小時，再抽真空除去未反應的單體，最后冷卻，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至8～9。
實施例3本發(fā)明聚合物乳液的制備將聚乙二醇丙烯酸酯(Mn＝4000)8g、聚丁二醇甲基丙烯酸酯(Mn＝2000)4g、甲氧基化聚乙二醇甲基丙烯酸酯(Mn＝8000)8g、甲基丙烯酸甲酯5g、丙烯酸丁酯7g、N-羥甲基丙烯酸胺2g、甲叉丁二酸聚乙二醇酯丁基磺酸鈉5g、甲氧基化聚乙二醇(聚合度m＝10)馬來酸酯十六烷基磺酸鈉5g、乙酸乙烯酯55g、甲叉丁二酸1g混合均勻，在攪拌下投入200g水中，激烈攪拌使其乳化。然后把50g乳化液投入三口瓶中，加入0.25g過硫酸鉀引發(fā)劑，升溫至75℃進行聚合。待冷凝器中無明顯回流時，將剩下的乳化液和剩余的引發(fā)劑0.6g在2～2.5小時內(nèi)滴完，保溫0.5小時后將物料冷卻至45℃，即可出料、過濾。
實施例4本發(fā)明聚合物乳液的制備將甲氧基化聚乙二醇甲基丙烯酸酯(數(shù)均分子質(zhì)量Mn＝1000)20g、甲基丙烯酸聚乙二醇(聚合度n＝20)硫酸鈉10g、甲氧基化聚乙二醇(聚合度m＝20)馬來酸酯十六烷基磺酸鈉10g、乙酸乙烯酯58g、馬來酸酐2g混合均勻，在攪拌下投入200g水中，激烈攪拌使其乳化。然后把60g乳化液投入三口瓶中，加入0.50g過硫酸銨引發(fā)劑，升溫至75℃進行聚合。待冷凝器中無明顯回流時，將剩下的乳化液和剩余的引發(fā)劑1.5g在2～2.5小時內(nèi)滴完，保溫1小時后將物料冷卻至45℃，即可出料、過濾。
實施例5本發(fā)明聚合物乳液用于水泥凈漿改性的試驗實施例1制備的聚合物乳液用于水泥凈漿改性的試驗。水泥為42.5R普通硅酸鹽水泥，抗壓抗折強度依據(jù)國標GB/T17671-1999檢測，粘接強度按8字模法檢測，吸水率依據(jù)日本工業(yè)標準JIS A6203檢測。與FDN(萘磺酸甲醛縮合物系高效減水劑)、苯丙乳液(SDS，用十二烷基硫酸鈉SDS和OP類無化學反應活性的低分子乳化劑的傳統(tǒng)苯乙烯—丙烯酸酯乳液)作性能比較，結(jié)果見表1。
表1聚合物乳液改性水泥掙漿(空白水泥凈漿水灰比為0.4)聚灰比 減水率 抗壓強度MPa 吸水率聚合物％ ％ 3天28天 ％空白 0 040.8 65.3 9.86FDN高效減水劑 0.7535 60.3 85.4 6.15苯丙乳液(SDS) 5 838.6 68.9 5.212.5 18 48.4 75.8 3.825 29 54.7 83.2 2.48本發(fā)明聚合物乳液10 38 42.9 80.5 1.3515 42 36.8 73.6 0.83由表1可見，本發(fā)明的聚合物乳液與水泥拌和后具有較高的減水和增強作用，減水率與聚合物摻量(即聚灰比，聚合物與水泥的百分比)密切相關(guān)，聚灰比為2.5％時減水率為18％和聚灰比為5％時的29％，減水率最高可高達42％(高于FDN高效減水劑常用摻量為0.75％時的減水率35％)，也高于以SDS低分子為乳化劑的傳統(tǒng)苯丙乳液摻量為5％時的減水率8％。本發(fā)明的聚合物乳液對水泥抗壓強度有很大改善，摻量為5％時28天抗壓強度達83.2MPa，遠高于空白水泥強度65.3MPa；其摻量對水泥的早期強度雖影響很大，隨用量增大，緩凝作用有所增強，但仍有較高的早期強度；而SDS苯丙乳液則隨用量增大，強度顯著下降。同時本發(fā)明乳液改性的水泥的防水耐水性能大大提高了，經(jīng)乳液改性的水泥硬化后的24小時吸水率大為降低，吸水率與聚合物摻量有關(guān)，摻量增大，吸水率下降，從聚灰比2.5％時的3.82％和5％時的2.48％，下降到聚灰比15％時的0.83％，都遠低于空白水泥的9.86％和FDN 0.75％時的6.15％，也低于傳統(tǒng)苯丙乳液聚灰比5％時的5.21％。
實施例6本發(fā)明聚合物乳液用于水泥砂漿改性的試驗實施例1制備的聚合物乳液用于水泥砂漿改性的試驗。水泥為42.5R普通硅酸鹽水泥，砂為標準砂，抗壓抗折強度依據(jù)國標GB/T17671-1999檢測，粘接強度按8字模法檢測，吸水率依據(jù)日本工業(yè)標準JIS A6203檢測。與FDN(萘磺酸甲醛縮合物系高效減水劑)、苯丙乳液(SDS，用十二烷基硫酸鈉SDS和OP類無化學反應活性的低分子乳化劑的傳統(tǒng)苯乙烯—丙烯酸酯乳液)作性能比較，結(jié)果見表2。
表2聚合物乳液改性水泥砂漿(空白水泥砂漿水灰比為0.5)聚灰 減水 抗壓[抗折]強度MPa 粘接強度聚合物吸水率％比％ 率％ 3天 28天 MPa空白0 037.1 52.5[6.8] 0.9 6.23FDN 1 20 41.3 60.1[7.3] 0.9 5.31苯丙乳液(SDS) 5 536.8 54.7[7.0] 1.4 4.652.5 8.5 40.1 58.2[7.5] 1.2 4.885 18 38.2 54.6[8.3] 1.5 3.75本發(fā)明聚合物乳液1024 35.4 51.5[11.0]2.5 1.261528 31.8 47.1[12.5]2.3 0.692032 28.6 41.5[10.8]1.7 0.33從表2同樣可以見到，本發(fā)明的乳液對水泥砂漿具有高的減水和增強作用，對1∶3標準砂的水泥砂漿的減水率高達32％(FDN僅為20％)，聚灰比為5％時減水率達18％，而同樣聚灰比下傳統(tǒng)SDS生產(chǎn)的苯丙乳液的減水率為5％。本發(fā)明的乳液對水泥砂漿的緩凝作用并不明顯，隨著聚灰比的增大，緩凝作用逐漸增強，在聚灰比20％時仍具有較高的早期強度和28天強度，而SDS苯丙乳液則隨用量增大，強度顯著下降。FDN高效減水劑用量增大到一定程度則減水率隨用量增大而有所增大，這種水溶性的聚合物減水劑用量不能過大，過大會反而使減水率下降，也會降低砂漿的耐水性能。本發(fā)明的乳液改性的水泥砂漿，在聚灰比10％時具有較高的抗壓51.5MPa、抗折12.5MPa和粘接強度2.5MPa，后兩者遠高于空白的6.8MPa、0.9MPa，也高于FDN的7.3MPa、0.9MPa和SDS苯丙乳液的7.0MPa、1.4MPa。同時本發(fā)明的乳液改性的水泥砂漿的吸水率大大降低，聚灰比5％時吸水率為3.75％，聚灰比增大到10％時吸水率降為1.26％，20％時吸水率低至0.33％，遠低于空白水泥砂漿的6.23％和FDN的5.31％、SDS苯丙乳液摻量為5％的4.65％。本發(fā)明的高減水乳液改性的水泥砂漿的耐水性大大提高了。
權(quán)利要求
1.一種用于水泥基減水的聚合物乳液，其特征在于，所述的聚合物是由A、B、C三種結(jié)構(gòu)單元組成的共聚物，其中A為丙烯酸及其衍生物中之一種或一種以上的單體，B為含磺酸基或硫酸酯基和乙烯基的物質(zhì)中之一種或一種以上的單體，C為除B物質(zhì)外的其它含可共聚乙烯基的物質(zhì)中之一種或一種以上的單體，所述的聚合物組成按質(zhì)量分數(shù)計為A 20％～98％，B 2％～20％，C 0～60％，總組成為100％；所述的丙烯酸衍生物單體中含有聚亞烷基二醇丙烯酸酯、聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯中的一種或一種以上的單體，其含量為聚合物A結(jié)構(gòu)單元質(zhì)量分數(shù)的5％或以上，而且其二醇醚部分的聚合度為10～500。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水泥基減水的聚合物乳液，其特征在于，所述丙烯酸衍生物是丙烯酸酯、甲基丙烯酸及其鹽、丙烯酸鹽、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺；所述的含磺酸基或硫酸酯和乙烯基的物質(zhì)，是苯乙烯磺酸及其鹽、乙烯基磺酸及其鹽、烯丙基磺酸及其鹽，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、含磺酸基或硫酸酯基的烯丙基-丙烯基衍生物、含磺酸基或硫酸酯基的丙烯酸衍生物、含磺酸基或硫酸酯基的甲基丙烯酸衍生物、含磺酸基或硫酸酯基的甲叉丁二酸衍生物、含磺酸基或硫酸酯基的馬來酸衍生物；所述的除B物質(zhì)外的其它含可共聚的乙烯基物質(zhì)是苯乙烯、烷基取代苯乙烯、醋酸乙烯酯、不飽和單羧酸、不飽和二羧酸及所述的不飽和羧酸的堿金屬鹽、堿土金屬鹽、銨鹽或季銨鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于水泥基減水的聚合物乳液，其特征在于，所述的丙烯酸酯是丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、異丁酯、叔丁酯、辛酯、異辛酯及長鏈烷基酯，甲基丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、異丁酯、叔丁酯、辛酯、異辛酯及長鏈烷基酯，聚亞烷基二醇丙烯酸酯、聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯，丙烯酸羥乙酯、羥丙酯，甲基丙烯酸羥乙酯、羥丙酯，含氟烷基酯，含聚氨酯基團的丙烯酸酯，含聚氨酯基團的甲基丙烯酸酯，含環(huán)氧基團的丙烯酸酯，含環(huán)氧基團的甲基丙烯酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于水泥基減水的聚合物乳液，其特征在于，所述的聚亞烷基二醇是聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚丙二醇聚乙二醇；所述的聚亞烷基二醇結(jié)構(gòu)是烷氧基化的單烷基封端或羥基型的不封端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于水泥基減水的聚合物乳液，其特征在于，所述的不飽和單羧酸是丁烯酸；所述的不飽和二羧酸是馬來酸酐、馬來酸及其酯、甲叉丁二酸酐、甲叉丁二酸、富馬酸。
6.一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液的制備方法，該方法的步驟如下把A、B、C三種物質(zhì)按A∶B∶C的質(zhì)量比為20～98∶2～20∶0～60混合，于水中乳化，然后在自由基引發(fā)劑存在下，發(fā)生共聚反應，得到本發(fā)明的一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液；所述的A物質(zhì)是丙烯酸及其衍生物中之一種或一種以上的物質(zhì)，所述的B物質(zhì)是含磺酸基或硫酸酯基和乙烯基的物質(zhì)中之一種或一種以上的物質(zhì)，所述的C物質(zhì)是除B物質(zhì)外的其它含可共聚的乙烯基的物質(zhì)中之一種或一種以上的物質(zhì)；所述的丙烯酸衍生物中含有聚亞烷基二醇丙烯酸酯、聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯中的一種或一種以上的物質(zhì)，其含量為所述A物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的5％或以上，而且其二醇醚部分的聚合度為10～500。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸衍生物是丙烯酸酯、甲基丙烯酸及其鹽、丙烯酸鹽、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺；所述的含磺酸基或硫酸酯和乙烯基的物質(zhì)，是苯乙烯磺酸及其鹽、乙烯基磺酸及其鹽、烯丙基磺酸及其鹽，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、含磺酸基或硫酸酯基的烯丙基-丙烯基衍生物、含磺酸基或硫酸酯基的丙烯酸衍生物、含磺酸基或硫酸酯基的甲基丙烯酸衍生物、含磺酸基或硫酸酯基的甲叉丁二酸衍生物、含磺酸基或硫酸酯基的馬來酸衍生物；所述的除B物質(zhì)外的其它含可共聚的乙烯基物質(zhì)是苯乙烯、烷基取代苯乙烯、醋酸乙烯酯、不飽和單羧酸、不飽和二羧酸及所述的不飽和羧酸的堿金屬鹽、堿土金屬鹽、銨鹽或季銨鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液的制備方法，其特征在于，所述的丙烯酸酯是丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、異丁酯、叔丁酯、辛酯、異辛酯及長鏈烷基酯，甲基丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、異丁酯、叔丁酯、辛酯、異辛酯及長鏈烷基酯，聚亞烷基二醇丙烯酸酯、聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇丙烯酸酯、烷氧基化的聚亞烷基二醇甲基丙烯酸酯，丙烯酸羥乙酯、羥丙酯，甲基丙烯酸羥乙酯、羥丙酯，含氟烷基酯，含聚氨酯基團的丙烯酸酯，含聚氨酯基團的甲基丙烯酸酯，含環(huán)氧基團的丙烯酸酯，含環(huán)氧基團的甲基丙烯酸酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液的制備方法，其特征在于，所述的聚亞烷基二醇是聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚丙二醇聚乙二醇；所述的聚亞烷基二醇結(jié)構(gòu)是烷氧基化的單烷基封端或羥基型的不封端。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液的制備方法，其特征在于，所述的不飽和單羧酸是丁烯酸；所述的不飽和二羧酸是馬來酸酐、馬來酸及其酯、甲叉丁二酸酐、甲叉丁二酸、富馬酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于水泥基材料減水的聚合物乳液及其制備方法。本發(fā)明特征在于采用含有可聚合反應雙鍵的反應性非離子型乳化劑羥基型或烷氧基化聚亞烷基二醇(甲基)丙烯酸酯和離子型乳化劑含磺酸基或硫酸酯基和乙烯基的物質(zhì)與(甲基)丙烯酸酯、烷基取代苯乙烯或乙酸乙烯酯等在水相中乳液共聚合，合成了一種穩(wěn)定的水泥基材料改性用聚合物乳液。該乳液對水泥基材料具有高的減水作用和增強效果，大大提高水泥基復合材料的工作性能、物理力學性能、防水耐久性能。
文檔編號C04B24/00GK1587178SQ20041005139
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者黃月文, 劉偉區(qū) 申請人:中國科學院廣州化學研究所