專利名稱：丙烯酸可再分散乳膠粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及乳膠粉的制備，具體地說是一種丙烯酸可再分散乳膠粉的制 備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平逐漸提高，人們對居住環(huán)境和 生活空間的要求越來越高，符合環(huán)保、節(jié)能、舒適及高質(zhì)量的住宅建筑已成 為今后發(fā)展的趨勢。近年來，我國新型墻體材料發(fā)展很快，但新型墻體材料 與傳統(tǒng)的粘土磚相比有很大的差異，用于粘土磚砌筑和抹面的普通砂漿不適 合新型墻材的施工。輕質(zhì)墻體和紙面石膏板等新型建筑材料大量使用的同時， 相應(yīng)的配套產(chǎn)品沒有跟上，仍沿用傳統(tǒng)材料來進行施工，勢必會導(dǎo)致許多問 題的存在，如墻體開裂、外墻瓷磚空鼓脫落，窗體四周滲透造成內(nèi)墻霉變， 外墻涂料開裂脫皮、屋面與廚衛(wèi)間的滲透、地坪空鼓、輕質(zhì)隔斷板及石膏板 接縫開裂等，而新型干粉砂漿產(chǎn)品卻能很好地解決這些問題。新型干粉砂漿 是指將高標(biāo)號水泥或石膏膠凝材料，經(jīng)清洗的石英砂與河砂、聚合物可再分 散乳膠粉及各種干粉助劑，按照不同的使用要求，在工廠按照嚴格的科學(xué)配 比和工業(yè)化的加工成預(yù)混粉體建材，避免現(xiàn)場攪拌施工中因水泥品質(zhì)選擇與 物料配比不當(dāng)造成的質(zhì)量問題，同時也對建筑工地的環(huán)境起到保護作用。可 再分散性乳膠粉是"綠色環(huán)保、建筑節(jié)能、高品質(zhì)多用途"粉體建材一 干混 砂漿的必不可少的重要功能性添加劑，它可以改善砂漿的性能，提高砂槳的 強度，提高砂漿與各種基材的粘接強度，提高砂漿的柔性和可變形性、抗壓 強度、抗折強度、耐磨損性、韌性、粘接力和保水能力、可施工性?，F(xiàn)在國 內(nèi)外生產(chǎn)商、供應(yīng)商，供應(yīng)的主要是醋酸乙烯-乙烯、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯類可再分散乳膠粉。由于原料本身的原因，此種可再分散乳膠粉存在耐水
性差，噴霧干燥時需加許多保護膠才能噴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種核殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯類可再分散乳膠粉的制 備方法，制得的丙烯酸可再分散乳膠粉加入到混混凝土、砂漿中，提高混凝 土、砂漿的抗壓強度、抗折強度、耐磨損性、韌性、粘接力和保水能力、可 施工性。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
一種丙烯酸酯核殼聚合物乳液，包括去離子水、乳化劑、引發(fā)劑、緩沖
劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、C4 C12的丙烯酸垸基酯單體、C4 C12的甲基丙烯酸烷基酯 單體、芳基不飽和單體、甲基丙烯酸羥烷基酯單體、不飽和酸單體和丙烯酰 胺類功能性單體。
所述去離子水，占總量的48.4%。
所述乳化劑分為核乳化劑和殼乳化劑，其中核乳化劑為十二烷基二苯醚 二磺酸鈉鹽和壬基酚聚氧乙烯醚，占總量的0.48 0.50%;殼乳化劑為十二 垸基二苯醚二磺酸鈉鹽和烷基醇聚醚型非離子，占總量的0. 90 1. 00%。
所述引發(fā)劑為過硫酸鹽類引發(fā)劑，占總量的0. 30 0. 33%。
所述鏈轉(zhuǎn)移劑為十二烷基硫醇，占總量的0. 29 0. 30%。
所述緩沖劑為碳酸氫鈉，占總量的0.30%。
所述C4 C12丙烯酸垸基酯單體是丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯中的一種， 占總量的19 20%。
所述C4-C12甲基丙烯酸垸基酯單體是甲基丙烯酸甲酯，占總量的11. 0 11.5%。所述芳基不飽和單體是(甲基)苯乙烯，占總量的11.0 11.5%。 所述甲基丙烯酸羥烷基酯單體為甲基丙烯酸羥乙基酯，占總量的0.5
0. 6%
所述不飽和酸單體是丙烯酸，占總量的3 4. 1%。
所述的丙烯酰胺類功能性單體是N-羥甲基丙烯酰胺，占總量的0.40
1. 36% o
上述的丙烯酸酯核殼聚合物乳液的固含量為48 52%。 上述的丙烯酸酯核殼聚合物乳液，采用乳液聚合法制備獲得，其粒子形
態(tài)是核殼結(jié)構(gòu)，核的玻璃化溫度為80°C 100°C，殼的玻璃化溫度為-15°C
5°C;核殼單體質(zhì)量比在2 4 : 1之間。
所述乳液聚合法是在乳化劑存在下，通過機械攪拌使烯屬不飽和單體分
散在水中，在引發(fā)劑作用下進行自由基聚合。
上述的丙烯酸酯核殼聚合物乳液制備方法包括以下步驟
i) 核預(yù)乳化液的配制將去離子水、乳化劑在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然
后在攪拌下加入單體和鏈轉(zhuǎn)移劑，加完后，繼續(xù)攪拌即得核預(yù)乳化液；
核引發(fā)劑液的配制將去離子水、引發(fā)劑和緩沖劑，攪拌溶解，即得核 引發(fā)劑液；
ii) 殼預(yù)乳化液的配制將去離子水、乳化劑在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然 后在攪拌下加入單體，加完后，繼續(xù)攪拌即得殼預(yù)乳化液；
殼引發(fā)劑液的配制將去離子水、引發(fā)劑和緩沖劑，攪拌溶解，即得殼 引發(fā)劑液；
iii) 聚合將去離子水、引發(fā)劑、5%的核預(yù)乳化液加入反應(yīng)釜中，升溫至 反應(yīng)溫度80土2'C，反應(yīng)20-30分鐘，然后同時均勻滴加剩余的核預(yù)乳化液、核引發(fā)劑液，在l小時內(nèi)滴完核預(yù)乳化液，在1.5小時內(nèi)滴完核引發(fā)劑液， 滴完后保溫0.5 1小時，然后再同時均勻滴加殼預(yù)乳化液、殼引發(fā)劑液，在 2小時內(nèi)滴完殼預(yù)乳化液，在2. 5小時內(nèi)滴完殼引發(fā)劑液，滴完后保溫1 1. 5 小時，降溫至4(TC，過濾出料，即得一種本發(fā)明所述的乳液。 上述制備過程中，步驟3的聚合反應(yīng)溫度為80±2°C。 一種丙烯酸可再分散乳膠粉，由上述丙烯酸酯核殼聚合物乳液、抗結(jié)塊 劑，通過噴霧干燥法制備而得，其中形成該乳膠粉各組分的質(zhì)量百分比含量 為丙烯酸酯核殼聚合物乳液94 96%，抗結(jié)塊劑4 6%。 所述抗結(jié)塊劑為800目的硅灰粉、800目的碳酸鈣的一種。 本發(fā)明制得的丙烯酸可再分散乳膠粉由于用來噴的乳液粘度小，在噴霧 干燥過程中不需加水稀釋，因此耗能少.其次在噴霧干燥過程中不需加親水性 的保護膠，大大提高了產(chǎn)品的耐水性能。
具體實施方式
實施例1
(1)丙烯酸酯核殼聚合物乳液的合成
核預(yù)乳化液的配制將96克去離子水、7克十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽 和2克壬基酚聚氧乙烯醚在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入鏈轉(zhuǎn)移 劑十二垸基硫醇5. 4克，混合單體N-羥甲基丙烯酰胺8. 1克、丙烯酸48. 3 克、甲基丙烯酸甲酯207克，加完后，繼續(xù)攪拌30分鐘，即得核預(yù)乳化液。
核引發(fā)劑液的配制將80克去離子水，2.7克過硫酸銨，2.7克碳酸氫 鈉，攪拌溶解，即得核引發(fā)劑液。
殼預(yù)乳化液的配制將216克去離子水、5克烷基醇聚醚型非離子和12 克十二垸基二苯醚二磺酸鈉鹽在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入混合單體8.4克N-羥甲基丙烯酰胺、17克丙烯酸、361克丙烯酸丁酯、240 克甲基丙烯酸甲酯，IO克甲基丙烯酸羥乙酯；加完后，繼續(xù)攪拌30分鐘， 即得殼預(yù)乳化液。
殼引發(fā)劑液的配制將120克去離子水，2. 8克過硫酸銨和2. 8克碳酸 氫鈉，攪拌溶解，即得殼引發(fā)劑液。
聚合將370克去離子水、0.3克過硫酸銨、5%的核預(yù)乳化液加入反應(yīng) 釜中，升溫至反應(yīng)溫度80士2。C，反應(yīng)20 30分鐘，然后同時均勻滴加剩余 的核預(yù)乳化液、核引發(fā)劑液，在1小時內(nèi)滴完核預(yù)乳化液，在1. 5小時內(nèi)滴 完核引發(fā)劑，液滴完后保溫0.5 1小時，然后再同時均勻滴加殼預(yù)乳化液、 殼引發(fā)劑液，在2小時內(nèi)滴完殼預(yù)乳化液，在2.5小時內(nèi)滴完殼引發(fā)劑，液 滴完后保溫1 1.5小時，降溫至4(TC，過濾出料，即得一種本發(fā)明所述的 乳液。
(2)可再分散聚合物乳膠粉的制備 將上述聚合物乳液與800目的硅灰粉按重量比為96 : 4進行噴霧干燥。 噴霧干燥器的進口溫度180°C，出口溫度10(TC，即可得到流動性很好的丙烯 酸可再分散乳膠粉。 實施例2
(1)丙烯酸酯核殼聚合物乳液的合成
核預(yù)乳化液的配制將96克去離子水、7克十二垸基二苯醚二磺酸鈉鹽 和2克壬基酚聚氧乙烯醚在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入鏈轉(zhuǎn)移 劑十二烷基硫醇5.4克，混合單體N-羥甲基丙烯酰胺16.4克、丙烯酸40 克、苯乙烯207克，加完后，繼續(xù)攪袢30分鐘，即得核預(yù)乳化液。
核引發(fā)劑液的配制將80克去離子水，2.7克過硫酸銨，2.7克碳酸氫鈉，攪拌溶解，即得核引發(fā)劑液。
殼預(yù)乳化液的配制將216克去離子水、5克烷基醇聚醚型非離子和12
克十二垸基二苯醚二磺酸鈉鹽在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入混
合單體8.4克N-羥甲基丙烯酰胺、17克丙烯酸、361克丙烯酸丁酯、240 克甲基丙烯酸甲酯，IO克甲基丙烯酸羥乙酯；加完后，繼續(xù)攪拌30分鐘， 即得殼預(yù)乳化液。
殼引發(fā)劑液的配制將120克去離子水，2. 8克過硫酸銨和2. 8克碳酸 氫鈉，攪拌溶解，即得殼引發(fā)劑液。
聚合將370克去離子水、0.3克過硫酸銨、5%的核預(yù)乳化液加入反應(yīng) 釜中，升溫至反應(yīng)溫度80土2'C，反應(yīng)20 30分鐘，然后同時均勻滴加剩余 的核預(yù)乳化液、核引發(fā)劑液，在1小時內(nèi)滴完核預(yù)乳化液，在1. 5小時內(nèi)滴 完核引發(fā)劑，液滴完后保溫0.5 1小時，然后再同時均勻滴加殼預(yù)乳化液、 殼引發(fā)劑液，在2小時內(nèi)滴完殼預(yù)乳化液，在2.5小時內(nèi)滴完殼引發(fā)劑，液 滴完后保溫1 1.5小時，降溫至40。C，過濾出料，即得一種本發(fā)明所述的 乳液。
(2)可再分散聚合物乳膠粉的制備 將上述聚合物乳液與800目的硅灰粉按重量比為96 : 4進行噴霧干燥。 噴霧千燥器的進口溫度180°C，出口溫度IOO'C，即可得到流動性很好的丙烯 酸可再分散乳膠粉。 實施例3
(1)丙烯酸酯核殼聚合物乳液的合成 核預(yù)乳化液的配制將96克去離子水、7克十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽 和2克壬基酚聚氧乙烯醚在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入鏈轉(zhuǎn)移劑十二烷基硫醇5.4克，混合單體N-羥甲基丙烯酰胺8. l克、丙烯酸48.3 克、甲基丙烯酸甲酯207克，加完后，繼續(xù)攪拌30分鐘，即得核預(yù)乳化液;
核引發(fā)劑液的配制將80克去離子水，2.7克過硫酸銨，2.7克碳酸氫 鈉，攪拌溶解，即得核引發(fā)劑液。
殼預(yù)乳化液的配制將216克去離子水、5克烷基醇聚醚型非離子和12 克十二垸基二苯醚二磺酸鈉鹽在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入混 合單體8.4克N-羥甲基丙烯酰胺、17克丙烯酸、361克丙烯酸異辛酯、240 克苯乙烯，IO克甲基丙烯酸羥乙酯；加完后，繼續(xù)攪拌30分鐘，即得殼預(yù) 乳化液。
殼引發(fā)劑液的配制將120克去離子水，2. 88克過硫酸銨和2. 88克碳 酸氫鈉，攪拌溶解，即得殼引發(fā)劑液。
聚合將370克去離子水、0.3克過硫酸銨、5%的核預(yù)乳化液加入反應(yīng) 釜中，升溫至反應(yīng)溫度80士2'C，反應(yīng)20 30分鐘，然后同時均勻滴加剩余 的核預(yù)乳化液、核引發(fā)劑液，在l小時內(nèi)滴完核預(yù)乳化液，在1.5小時內(nèi)滴 完核引發(fā)劑，液滴完后保溫0.5 1小時，然后再同時均勻滴加殼預(yù)乳化液、 殼引發(fā)劑液，在2小時內(nèi)滴完殼預(yù)乳化液，在2.5小時內(nèi)滴完殼引發(fā)劑，液 滴完后保溫1 1.5小時，降溫至4(TC，過濾出料，即得一種本發(fā)明所述的 乳液。
(2)可再分散聚合物乳膠粉的制備 將上述聚合物乳液與800目的碳酸鈣按重量比為94 : 6進行噴霧干燥。 噴霧干燥器的進口溫度180°C，出口溫度10(TC，即可得到流動性很好的丙烯 酸可再分散乳膠粉。 實施例4(1) 丙烯酸酯核殼聚合物乳液的合成
核預(yù)乳化液的配制將96克去離子水、7克十二垸基二苯醚二磺酸鈉鹽
和2克壬基酚聚氧乙烯醚在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入鏈轉(zhuǎn)移 劑十二烷基硫醇5. 4克，混合單體N-羥甲基丙烯酰胺8. 1克、丙烯酸48. 3 克、甲基丙烯酸甲酯207克，加完后，繼續(xù)攪拌30分鐘，即得核預(yù)乳化液;
核引發(fā)劑液的配制將80克去離子水，2.7克過硫酸銨，2.7克碳酸氫 鈉，攪拌溶解，即得核引發(fā)劑液。
殼預(yù)乳化液的配制將216克去離子水、5克烷基醇聚醚型非離子和12 克十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入混 合單體25克丙烯酸、361克丙烯酸異辛酯、240克甲基丙烯酸甲酯，10克 甲基丙烯酸羥乙酯；加完后，繼續(xù)攪拌30分鐘，即得殼預(yù)乳化液。
殼引發(fā)劑液的配制將120克去離子水，2. 8克過硫酸銨和2. 8克碳酸 氫鈉，攪拌溶解，即得殼引發(fā)劑液。
聚合將370克去離子水、0. 3克過硫酸銨、5%的核預(yù)乳化液加入反應(yīng) 釜中，升溫至反應(yīng)溫度80±2°。，反應(yīng)20 30分鐘，然后同時均勻滴加剩余 的核預(yù)乳化液、核引發(fā)劑液，在l小時內(nèi)滴完核預(yù)乳化液，在1.5小時內(nèi)滴 完核引發(fā)劑，液滴完后保溫0.5 1小時，然后再同時均勻滴加殼預(yù)乳化液、 殼引發(fā)劑液，在2小時內(nèi)滴完殼預(yù)乳化液，在2.5小時內(nèi)滴完殼引發(fā)劑，液 滴完后保溫1 1.5小時，降溫至4(TC，過濾出料，即得一種本發(fā)明所述的 乳液。
(2) 可再分散聚合物乳膠粉的制備
將上述聚合物乳液與800目的硅灰粉按重量比為95 : 5進行噴霧干燥。 噴霧干燥器的進口溫度17(TC，出口溫度10(TC，即可得到流動性很好的丙烯 酸可再分散乳膠粉。
權(quán)利要求
1、一種丙烯酸可再分散乳膠粉的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟a)丙烯酸酯核殼聚合物乳液的制備所述乳液包括去離子水、乳化劑、引發(fā)劑、緩沖劑、鏈轉(zhuǎn)移劑、C4～C12的丙烯酸烷基酯單體、C4～C12的甲基丙烯酸烷基酯單體、芳基不飽和單體、甲基丙烯酸羥烷基酯單體、不飽和酸單體和丙烯酰胺類功能性單體；所述去離子水，占總量的48.4％；所述乳化劑分為核乳化劑和殼乳化劑，其中核乳化劑為十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽和壬基酚聚氧乙烯醚，占總量的0.48～0.50％；殼乳化劑為十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽和烷基醇聚醚型非離子，占總量的0.90～1.00％；所述引發(fā)劑為過硫酸鹽類引發(fā)劑，占總量的0.30～0.33％；所述鏈轉(zhuǎn)移劑為十二烷基硫醇，占總量的0.29～0.30％；所述緩沖劑為碳酸氫鈉，占總量的0.30％；所述C4～C12丙烯酸烷基酯單體是丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯中的一種，占總量的19～20％；所述C4～C12甲基丙烯酸烷基酯單體是甲基丙烯酸甲酯，占總量的11.0～11.5％；所述芳基不飽和單體是(甲基)苯乙烯，占總量的11.0～11.5％；所述甲基丙烯酸羥烷基酯單體為甲基丙烯酸羥乙基酯，占總量的0.5～0.6％；所述不飽和酸單體是丙烯酸，占總量的3～4.1％；所述丙烯酰胺類功能性單體是N-羥甲基丙烯酰胺，占總量的0.40～1.36％；上述丙烯酸酯核殼聚合物乳液的固含量為48～52％；采用乳液聚合法制備獲得，其粒子形態(tài)是核殼結(jié)構(gòu)，核的玻璃化溫度為80℃～100℃，殼的玻璃化溫度為-15℃～5℃；核殼單體質(zhì)量比在2～4∶1之間；所述乳液聚合法是在乳化劑存在下，通過機械攪拌使烯屬不飽和單體分散在水中，在引發(fā)劑作用下進行自由基聚合；具體操作步驟i)核預(yù)乳化液的配制將去離子水、乳化劑在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入單體和鏈轉(zhuǎn)移劑，加完后，繼續(xù)攪拌即得核預(yù)乳化液；核引發(fā)劑液的配制將去離子水、引發(fā)劑和緩沖劑，攪拌溶解，即得核引發(fā)劑液；ii)殼預(yù)乳化液的配制將去離子水、乳化劑在預(yù)乳化釜中攪拌溶解，然后在攪拌下加入單體，加完后，繼續(xù)攪拌即得殼預(yù)乳化液；殼引發(fā)劑液的配制將去離子水、引發(fā)劑和緩沖劑，攪拌溶解，即得殼引發(fā)劑液；iii)聚合將去離子水、引發(fā)劑、5％的核預(yù)乳化液加入反應(yīng)釜中，升溫至反應(yīng)溫度80±2℃，反應(yīng)20～30分鐘，然后同時均勻滴加剩余的核預(yù)乳化液、核引發(fā)劑液，在1小時內(nèi)滴完核預(yù)乳化液，在1.5小時內(nèi)滴完核引發(fā)劑液，滴完后保溫0.5～1小時，然后再同時均勻滴加殼預(yù)乳化液、殼引發(fā)劑液，在2小時內(nèi)滴完殼預(yù)乳化液，在2.5小時內(nèi)滴完殼引發(fā)劑液，滴完后保溫1～1.5小時，降溫至40℃，過濾出料，即得一種本發(fā)明所述的乳液；b)丙烯酸可再分散乳膠粉的制備所述乳膠粉由上述丙烯酸酯核殼聚合物乳液、抗結(jié)塊劑通過噴霧干燥法制備而得，其中各組分的質(zhì)量百分比含量為丙烯酸酯核殼聚合物乳液94～96％，抗結(jié)塊劑4～6％；所述抗結(jié)塊劑為800目的硅灰粉或800目的碳酸鈣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種丙烯酸可再分散乳膠粉的制備方法，其包括丙烯酸可再分散乳膠粉乳液的制備和丙烯酸可再分散乳膠粉乳液的噴霧干燥。丙烯酸可再分散乳膠粉乳液采用核殼粒子設(shè)計由丙烯酸單體通過乳液聚合方式獲得。該乳液在噴霧干燥時，加入礦物防粘劑，即得到丙烯酸可再分散乳膠粉。該丙烯酸可再分散乳膠粉加入到混凝土、砂漿中，提高混凝土、砂漿的抗壓強度、抗折強度、耐磨損性、韌性、粘接力和保水能力及可施工性。
文檔編號C08F212/08GK101575399SQ200910052279
公開日2009年11月11日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者傅樂峰, 非 王, 王小兵, 鄭柏存 申請人:上海三瑞化學(xué)有限公司