專利名稱：砂漿用柔性丙烯酸酯乳液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乳液，特別是一種可提高水泥及產(chǎn)品粘結(jié)強(qiáng)度、耐久性、柔韌性、耐腐蝕性及附著力的丙烯酸酯乳液。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的由水泥、石灰、石英砂和水組成的水泥砂漿在施工應(yīng)用中和易性差、粘結(jié)力低、耐久性差，用于粘結(jié)外墻飾面磚時(shí)存在用量大，易剝落等問(wèn)題。世界上從20世紀(jì)中葉就開(kāi)始進(jìn)行了水泥砂漿添加劑的研究，目前常用的砂漿添加劑聚合物有聚乙烯醇縮甲醛，聚醋酸乙烯酯，聚丙烯酸酯乳液，環(huán)氧樹(shù)脂，苯丙乳液，氯丁橡膠；可分為兩類，其中一種是以醋酸乙烯和/或乙烯和/或羧酸乙烯類為主要反應(yīng)單體，進(jìn)行乳液聚合得到高聚物乳液，然后向高聚物乳液中添加保護(hù)性膠體及助劑，通過(guò)噴霧干燥得到可再分散乳膠粉；另一種就是水性高聚物的形態(tài)出現(xiàn)，主要有聚丙烯酸酯乳液，環(huán)氧樹(shù)脂，苯丙乳液，氯丁橡膠，這些直接以乳液形態(tài)添加到水泥砂漿中進(jìn)行改性。
現(xiàn)有的這些添加劑，聚乙烯醇縮甲醛和聚醋酸乙烯酯存在耐堿性、耐水性較差的缺點(diǎn)；環(huán)氧樹(shù)脂性能雖然較好，但其價(jià)格昂貴，限制了廣泛應(yīng)用；氯丁橡膠，苯丙乳液的耐候性差，不耐日光照射；與之對(duì)比聚丙烯酸酯乳液成膜性、耐水性、耐油性、耐堿性和耐候性都優(yōu)于以上各種產(chǎn)品，涂膜豐滿光滑，用于砂漿中的可大幅度提高水泥及砂漿產(chǎn)品強(qiáng)度，耐久性，柔韌性，耐腐蝕性及附著力。
聚丙烯酸酯乳液主要應(yīng)用于砂漿添加劑，砂漿中的乳液顆粒分散在硬化水泥漿中起增韌作用，砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度有顯著增加，硬化漿體的抗壓強(qiáng)度/抗折強(qiáng)度比增大，可以使墻體材料質(zhì)量穩(wěn)定、施工效率提高、砂漿收縮小、不起泡、保溫、環(huán)保。
不過(guò)現(xiàn)有的聚丙烯酸酯乳液在砂漿中的易用性差，不能很好的與水泥及石英砂結(jié)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，它添加到商品砂漿中，可以解決現(xiàn)有砂漿在應(yīng)用中粘結(jié)強(qiáng)度低、耐水性、耐堿性、耐候性差等問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，包括去離子水、引發(fā)劑、乳化劑、C4～C12的丙烯酸烷基酯、C4～C12的甲基丙烯酸烷基酯、C3～C12含酸不飽和單體、C4～C20的(甲基)丙烯酸功能性單體，其含量(以重量計(jì))為a.去離子水40-60％；b.乳化劑0.01-2％；c.引發(fā)劑0.001-0.01％；d.含有C4～C12的丙烯酸烷基酯15-40％；e.含有C4～C12的甲基丙烯酸烷基酯15-40％；f.含有C4～C12含酸不飽和單體0.001-10％；g.含有C4～C20的(甲基)丙烯酸功能性單體0.001-10％；通過(guò)乳液聚合法制備而得，特點(diǎn)是所述乳化劑全部或部分使用反應(yīng)性乳化劑。
所述反應(yīng)性乳化劑是含有磷酸酯類、如H-3330P，H-3330PL；2-烯丙基類、如HITENOL HS-10，20，1025、NOIGEN RN-10，20，30，50，2025；丙烯酰胺基類、如AMPS 2041，AMPS2045等表面活性劑。
所述反應(yīng)性乳化劑占乳化劑用量的20-100％。
所述一般常用乳化劑十二烷基丙烯酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、TX-10、OP-10。
所述的C4～C12丙烯酸烷基酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯或丙烯酸異辛酯中的一種。
所述的C4～C12甲基丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸芐酯或甲基丙烯酸環(huán)己酯中的一種。
所述的C3～C12含酸不飽和單體是丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái)酸、富馬酸、丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐、馬來(lái)酸酐、衣康酸酐或富馬酸酐中的一種。
所述的C4～C20的(甲基)丙烯酸功能性單體是甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸十二烷基(月桂)酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、一縮二乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯腈、苯乙烯、取代苯乙烯、醋酸乙烯酯或N，N-二甲基丙烯酰胺中的一種。
所述引發(fā)劑是過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸胺。
所述乳液聚合法是在乳化劑存在下、通過(guò)機(jī)械攪拌使烯屬不飽和單體分散水中在引發(fā)劑作用下進(jìn)行自由基聚合，乳化劑中至少20％為反應(yīng)性乳化劑。
所述聚合溫度為30-90℃。
所述乳液顆粒大小為0.1-10微米。
本發(fā)明分散在硬化水泥漿中可起增韌作用，砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度顯著增高，硬化漿體的抗壓強(qiáng)度/抗折強(qiáng)度比增大，并使墻體材料質(zhì)量穩(wěn)定、施工效率提高、砂漿收縮小、不起泡、保溫、環(huán)保；耐水性、耐堿性、耐候性好，特別適用于建筑砂漿用灰泥、修補(bǔ)和重鋪路面、地面襯墊材料、磨石子地坪、高速公路和橋梁修補(bǔ)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的制備包括以下步驟(a)先將去離子水和乳化劑(其中反應(yīng)性乳化劑用量為乳化劑用量的20-100％)均勻混合，然后將碳數(shù)4～12的丙烯酸烷基酯、碳數(shù)4～12的甲基丙烯酸烷基酯、碳數(shù)3～12的含酸不飽和單體含酸不飽和單體和一種以上碳數(shù)4～20的(甲基)丙烯酸功能性單體加入反應(yīng)釜中，均勻攪拌，成為預(yù)乳化液；(b)在反應(yīng)釜中加入水、部分引發(fā)劑與部分上述所得的預(yù)乳化液，升溫至反應(yīng)溫度后再添加剩余的引發(fā)劑和預(yù)乳化液，經(jīng)攪拌反應(yīng)而得本發(fā)明所述的砂漿用柔性丙烯酸酯乳液。
其中步驟(b)反應(yīng)溫度為30～90℃。
在此聚合反應(yīng)中，反應(yīng)性乳化劑參加反應(yīng)，成為聚合物一部分，由此可以強(qiáng)化乳液型膠粘劑的內(nèi)聚力，對(duì)于乳液的耐水性、耐候性，均有良好的助益。
另外，在乳液反應(yīng)過(guò)程中PH值控制在5～7將有助于反應(yīng)的進(jìn)行，其方式采用加入緩沖溶液，如碳酸氫鈉溶液。
此外，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)控制在-20～50℃，對(duì)于本發(fā)明的最低成膜溫度(MFT)有最好的效果，可提供較廣泛的使用溫度。
實(shí)施例1將80克去離子水、100克丙烯酸丁酯、95克甲基丙烯酸甲酯、10克甲基丙烯酸、5克甲基丙烯酸縮水甘油酯、24克HS-10(25％水溶液)置于燒杯中，均勻攪拌30min，呈乳白色，成為預(yù)乳化液。
將80克去離子水、10克碳酸氫鈉溶液(10％水溶液)加入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，并升溫?0℃。
將1克過(guò)硫酸鉀、20克去離子水置于燒杯中，攪拌均勻，作為反應(yīng)引發(fā)劑。
在室溫取30克預(yù)乳化液、6克引發(fā)劑溶液加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)約30min，待反應(yīng)完全后，均勻滴加剩余的預(yù)乳化液、引發(fā)劑，在3～4h內(nèi)滴完，形成一均勻乳白色液體即為本發(fā)明所述的砂漿用柔性丙烯酸酯乳液。
實(shí)施例2將80克去離子水、100克丙烯酸丁酯、90克甲基丙烯酸甲酯、5克衣康酸、1克甲基丙烯酸十二烷基酯、6克HS-20(25％水溶液)、20克TX-10(25％水溶液)置于燒杯中，均勻攪拌30min，呈乳白色，成為預(yù)乳化液。
將80克去離子水、10克碳酸氫鈉溶液(10％水溶液)加入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，并升溫?0℃。
將1克過(guò)硫酸鉀、20克去離子水置于燒杯中，攪拌均勻，作為反應(yīng)引發(fā)劑。
在室溫取25克預(yù)乳化液、6克引發(fā)劑溶液加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)約10min，待反應(yīng)完全后，均勻滴加剩余的預(yù)乳化液、引發(fā)劑，在3～4h內(nèi)滴完，形成一均勻乳白色液體即為本發(fā)明所述的砂漿用柔性丙烯酸酯乳液。
實(shí)施例3將80克去離子水、100克丙烯酸乙酯、95克甲基丙烯酸甲酯、10克甲基丙烯酸、2克N，N-二甲基丙烯酰胺、8克AMPS 2045(50％水溶液)、3克十二烷基硫酸鈉、20克TX-10(25％水溶液)置于燒杯中，均勻攪拌30min，呈乳白色，成為預(yù)乳化液。
將80克去離子水、10克碳酸氫鈉溶液(10％水溶液)加入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，并升溫?0℃。
將1克過(guò)硫酸鉀、20克去離子水置于燒杯中，攪拌均勻，作為反應(yīng)引發(fā)劑。
在室溫取30克預(yù)乳化液、4克引發(fā)劑溶液加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)約30min，待反應(yīng)完全后，均勻滴加剩余的預(yù)乳化液和引發(fā)劑，在3～4h內(nèi)滴完，形成一均勻乳白色液體即為本發(fā)明所述的砂漿用柔性丙烯酸酯乳液。
實(shí)施例4將80克去離子水、100克丙烯酸丁酯、75克甲基丙烯酸甲酯、3克馬來(lái)酸酐、甲基丙烯酸十二烷基酯、14克HS-20(25％水溶液)、3克十二烷基硫酸鈉置于燒杯中，均勻攪拌30min，呈乳白色，成為預(yù)乳化液。
將80克去離子水、10克碳酸氫鈉溶液(10％水溶液)加入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢瑁⑸郎刂?0℃。
將3克過(guò)硫酸鉀、20克去離子水置于燒杯中，攪拌均勻，作為反應(yīng)引發(fā)劑。
在室溫取30克預(yù)乳化液、4克引發(fā)劑溶液加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)約30min，待反應(yīng)完全后，均勻滴加剩余的預(yù)乳化液、引發(fā)劑，在3～4h內(nèi)滴完，形成一均勻乳白色液體即為本發(fā)明所述的砂漿用柔性丙烯酸酯乳液。
本發(fā)明與現(xiàn)有同類產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比表一

以上實(shí)施例，用來(lái)列舉說(shuō)明本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，本發(fā)明保護(hù)范圍并非局限于這些實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，包括去離子水、引發(fā)劑、乳化劑、C4～C12的丙烯酸烷基酯、C4～C12的甲基丙烯酸烷基酯、C3～C12的含酸不飽和單體、C4～C20的(甲基)丙烯酸功能性單體，其含量(以重量計(jì))為a.去離子水40-60％；b.乳化劑0.01-2％；c.引發(fā)劑0.001-0.01％；d.C4～C12的丙烯酸烷基酯15-40％；e.C4～C12的甲基丙烯酸烷基酯15-40％；f.C3～C12的含酸不飽和單體0.001-10％；g.C4～C20的(甲基)丙烯酸功能性單體0.001-10％；通過(guò)乳液聚合法制備而得，其特征在于所述乳化劑全部或部分使用反應(yīng)性乳化劑。
2.根據(jù)權(quán)利1所述砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，其特征在于所述反應(yīng)性乳化劑是含有磷酸酯類、2-烯丙基類、丙烯酰胺基類的表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，其特征在于所述反應(yīng)性乳化劑占乳化劑用量的20-100％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，其特征在于所述C4～C12的丙烯酸烷基酯是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯或丙烯酸異辛酯中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，其特征在于所述C4～C12的甲基丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸芐酯或甲基丙烯酸環(huán)己酯中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，其特征在于所述C3～C12的含酸不飽和單體是丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來(lái)酸、富馬酸、丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐、馬來(lái)酸酐、衣康酸酐或富馬酸酐中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，其特征在于所述C4～C20的(甲基)丙烯酸功能性單體是甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸十二烷基(月桂)酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、一縮二乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯腈、苯乙烯、取代苯乙烯、醋酸乙烯酯或N，N-二甲基丙烯酰胺中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，其特征在于所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，其特征在于所述乳液聚合法是在乳化劑存在下、通過(guò)機(jī)械攪拌使烯屬不飽和單體分散水中在引發(fā)劑作用下進(jìn)行自由基聚合，乳化劑中至少20％為反應(yīng)性乳化劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，其特征在于聚合的溫度為30-90℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種砂漿用柔性丙烯酸酯乳液，它包括去離子水、引發(fā)劑、乳化劑、C
文檔編號(hào)C04B24/04GK101062850SQ20071003968
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者鄭柏存, 傅樂(lè)峰, 田輝, 王鑫平 申請(qǐng)人:王鑫平