一種多功能丙烯酸酯乳液的製作方法
2023-06-28 07:12:21
專利名稱：一種多功能丙烯酸酯乳液的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種乳液，具體地說是一種多功能丙烯酸酯乳液，該乳液加入到保溫砂漿中，可提高保溫砂漿與基材的粘結強度及保溫砂漿的韌性、防水性、和耐侯性。該乳液用於聚合物水泥防水塗料中，可得到一個很好的平衡值——強度與延伸率之間，使塗料有具有很好的防水性能。
背景技術：
我國已經出臺了許多相關規定，實行建築節能65％標準，要求城市建築全部採用外牆外保溫技術。建設部第143號令《民用建築節能管理規定》2006年1月1日起鼓勵發展新型節能牆體和屋面的保溫、隔熱技術與材料；2006年7月1日起建設部和國家質量技術監督檢驗檢疫總局聯合發布《公共建築節能設計標準》規定在保證相同的室內熱環境舒適參數條件下，與上世紀80年代初設計建成的公共建築相比，全年供暖、通風、空調和照明的總能耗減少50％，2010年後逐步在各地實施節能65％、75％的標準，等等為商品砂漿的發展鋪平了道路。同時根據國家統計局的報告，我國2003年水泥產量為8.7億噸，2004年水泥產量為9.7億噸，2005年為10.4億噸，2006年為12.35億噸，從1985年起我國已經成為世界水泥生產第一大國，其中按照國際上30％的水泥用於拌和砂漿，這樣年使用砂漿總量將超過20億噸。而我國現在使用商品砂漿的使用率不到10％，根據西方國家商品砂漿的使用率80％來計算，我國預拌砂漿的市場潛力非常巨大。商品砂漿的關鍵技術在於乳液的合成及製造，由於我國砂漿用建築物乳液生產合成起步較晚，國內的主要高端市場主要被國外大公司所佔據，如巴斯夫，國民澱粉公司和羅門和哈斯公司等。國內有日出、寶利嘉、巴德夫等企業，但市場佔有率遠遠比不上國外的企業。
另外，建築防水材料是建築材料的一個重要組成部分，屬於功能性材料，建築物和構築物之所以要採用防水材料其主要目的是為了防潮、防滲、防漏。我國在建築工程防水材料方面的投入每年呈遞增趨勢。2003年，在工程總造價中防水工程造價達到15％以上，特別是地下室的防水造價比例已達工程總造價的25～30％。而在建築防水材料中，聚合物水泥防水塗料是建設部重點推薦的環保型建築防水材料，聚合物水泥防水塗料的基料是丙烯酸乳液。
現有技術中的丙烯酸乳液功能單一，要麼適合保溫砂漿，要麼符合聚合物水泥防水塗料要求，而同時滿足保溫砂漿和聚合物水泥防水塗料性能的乳液，則沒有。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種多功能丙烯酸酯乳液，該乳液既適合保溫砂漿又適合聚合物防水塗料性能。
本發明的目的是這樣實現的 一種多功能丙烯酸酯乳液，以重量百分比計包括 (a)、去離子水35～45％； (b)、引發劑0.2～0.4％，引發劑選自過硫酸銨； (c)、乳化劑2～5％，乳化劑包括反應性乳化劑和常用乳化劑，其中反應性乳化劑佔乳化劑總量的1～2％，反應性乳化劑選自磺酸鹽類的乙烯基磺酸鈉(SVS)或烯丙基羥丙基磺酸鈉(COPS-1)；常用乳化劑選自十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽(DOWFAX2A1)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(TRITONX-405)、烷基醇聚醚型非離子(A-980)或乙氧基酚醚硫酸銨(CO-436)； (d)、C4～C12的丙烯酸烷基酯20～40％；C4～C12的丙烯酸烷基酯選自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯中的一種； (e)、C4的甲基丙烯酸烷基酯5～20％，C4的甲基丙烯酸烷基酯選自甲基丙烯酸甲酯； (f)、芳基不飽和單體5～20％，芳基不飽和單體選自苯乙烯； (g)、C3～C4的不飽和酸單體0.5～1％，C3～C4的不飽和酸單體選自丙烯酸或甲基丙烯酸； (h)、丙烯醯胺類功能性單體0.2～0.6％，丙烯醯胺類功能性單體選自丙烯醯胺或N-羥甲基丙烯醯胺； (i)、矽烷偶聯劑0～0.3％，矽烷偶聯劑選自乙烯基三乙氧基矽烷(A-151)或3-氨丙基三乙氧基矽烷(KH-550)； (j)、緩衝劑0.24～0.25％，緩衝劑選自碳酸氫鈉； (k)、二次反應液0.05～0.06％叔丁基過氧化氫，0.5～0.6％水(含0.054％克雕白塊)； (1)、異噻唑啉酮殺菌劑0.010～0.012％，100％活性的有機矽消泡劑0.04～0.05％； 先將佔反應物18～20％的組分(a)及3.7～3.8％的組分(c)在預乳化釜中均勻混合，然後將全部的(d)、(e)、(f)、(g)、(h)及(i)組分加入到預乳化釜中，均勻攪拌30分鐘，形成預乳化液； 再取8.1％～8.2％的組分(a)、0.24～0.25％的組分(b)及0.24～0.25％的組分(j)放入容器中混合均勻，形成引發劑液； 在反應釜中加入12.5～13.5％的組分(a)、0.036～0.038％的組分(b)、0.11～0.12％的組分(c)及5％的上述預乳化液，攪拌升溫至78～85℃，保溫20～30分鐘後，再均勻滴加引發劑液和剩餘預乳化液，3～4小時滴完，滴完之後保溫1小時，降溫至70℃加入組分(k)、反應20分鐘；降溫至40℃加入組分(1)，攪拌均勻，即得所述乳液。
本發明用在保溫砂漿中，可起增韌增強作用，使砂漿的黏結強度顯著增高，硬化漿體的抗壓強度/抗折強度比增大，並使牆體材料質量穩定、施工效率提高、砂漿收縮小；用於聚合物水泥防水塗料中，拉伸強度大，延伸率高，能起到很好的防水作用。
具體實施例方式 本發明在聚合反應中，反應性乳化劑參加反應，成為聚合物一部分，由此可以強化乳液型膠粘劑的內聚力，對於乳液的耐水性、耐侯性，與水泥的相溶性，均有良好的益處。
另外，在乳液反應過程中pH值應控制不變，將有助於反應，其方式採用加入緩衝溶液。
實施例1 配製預乳化液將192克去離子水、9.62克壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)、12.04克十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽(DOWFAX2A1)、5.42克乙烯基磺酸鈉(SVS)、10.85克烯丙基羥丙基磺酸鈉(COPS-1)在預乳化釜中攪拌溶解，然後在攪拌下加入2.17克乙烯基三乙氧基矽烷(A-151)、5.42克N-羥甲基丙烯醯胺、8.14克丙烯酸、357.97克丙烯酸丁酯、116.61克苯乙烯、54.24克甲基丙烯酸甲酯，加完後，繼續攪拌30分鐘，得預乳化液。
配製引發劑液將81.36克去離子水、2.44克過硫酸銨及2.44克碳酸氫鈉，攪拌溶解，得引發劑液。
將130.71克去離子水、0.37克過硫酸銨、0.51克壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)，0.64克十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽(DOWFAX2A1)，38.72克預乳化液加入反應釜中，升溫至反應溫度，保溫20分鐘後，均勻滴加剩餘的預乳化液和引發劑液，在3-4小時內滴完，滴完後保溫1小時，然後降溫至70℃，加入0.54克叔丁基過氧化氫，5.42克水(含0.54克雕白塊)，反應20分鐘，降溫至40℃，加入0.11克殺菌劑，0.43克消泡劑，攪拌均勻，過濾出料，得本發明所述的乳液。
實施例2 配製預乳化液將192克去離子水、9.62克烷基醇聚醚型非離子(A-980)，12.04克乙氧基酚醚硫酸銨(CO-436)、5.42克乙烯基磺酸鈉(SVS)，10.85克烯丙基羥丙基磺酸鈉(COPS-1)在預乳化釜中攪拌溶解，然後在攪拌下加入2.17克A-151，5.42克丙烯醯胺、8.14克甲基丙烯酸、357.97克丙烯酸丁酯、170.85克苯乙烯，加完後，繼續攪拌30分鐘，得預乳化液。
配製引發劑液將81.36克去離子水，2.44克過硫酸銨，2.44克碳酸氫鈉，攪拌溶解，得引發劑液。
將130.71克去離子水、0.37克過硫酸銨、0.51克烷基醇聚醚型非離子(A-980)，0.64克乙氧基酚醚硫酸銨(CO-436)，38.72克預乳化液加入反應釜中，升溫至反應溫度，保溫30分鐘，均勻滴加剩餘的預乳化液和引發劑液，在3-4小時內滴完，滴完後保溫1小時，然後降溫至70℃，加入0.54克叔丁基過氧化氫，5.42克水(含0.54克雕白塊)，反應20分鐘，降溫至40℃，加入0.11克殺菌劑，0.43克消泡劑，攪拌均勻，過濾出料，得本發明所述的乳液。
實施例3 配製預乳化液將192克去離子水、9.62克烷基醇聚醚型非離子(A-980)，12.04克乙氧基酚醚硫酸銨(CO-436)、5.42克乙烯基磺酸鈉(SVS)，10.85克烯丙基羥丙基磺酸鈉(COPS-1)在預乳化釜中攪拌溶解，然後在攪拌下加入2.17克3-氨丙基三乙氧基矽烷(KH-550)，5.42克N-羥甲基丙烯醯胺、8.14克甲基丙烯酸、78.85克丙烯酸乙酯，300克丙烯酸異辛酯、150克甲基丙烯酸甲酯，加完後，繼續攪拌30分鐘，得預乳化液。
配製引發劑液將81.36克去離子水，2.44克過硫酸銨，2.44克碳酸氫鈉，攪拌溶解，得引發劑液。
將130.71克去離子水、0.37克過硫酸銨、0.51克烷基醇聚醚型非離子(A-980)，0.64克乙氧基酚醚硫酸銨(CO-436)，38.72克預乳化液加入反應釜中，升溫至反應溫度，保溫30分鐘，均勻滴加剩餘的預乳化液和引發劑液，在3-4小時內滴完，滴完後保溫1小時，然後降溫至70℃，加入0.54克叔丁基過氧化氫，5.42克水(含0.54克雕白塊)，反應20分鐘，降溫至40℃，加入0.11克殺菌劑，0.43克消泡劑，攪拌均勻，過濾出料，得本發明所述的乳液。
實施例4 配製預乳化液將192克去離子水、9.62克壬基酚聚氧乙烯醚(TRITONX-405)，12.04克十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽(DOWFAX2A1)，16.27克烯丙基羥丙基磺酸鈉(COPS-1)在預乳化釜中攪拌溶解，然後在攪拌下加入2.17克KH-550，5.42克N-羥甲基丙烯醯胺、8.14克丙烯酸、78.85克丙烯酸乙酯，300克丙烯酸異辛酯、150克甲基丙烯算甲酯，加完後，繼續攪拌30分鐘，即得預乳化液。
配製引發劑液將81.36克去離子水，2.44克過硫酸銨，2.44克碳酸氫鈉，攪拌溶解，得引發劑液。
將130.71克去離子水、0.37克過硫酸銨、0.51克壬基酚聚氧乙烯醚(TRITONX-405)，0.64克十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽(DOWFAX2A1)，38.72克預乳化液加入反應釜中，升溫至反應溫度，反應30分鐘，均勻滴加剩餘的預乳化液、引發劑液，在3-4小時內滴完，滴完後保溫1小時，然後降溫至70℃，加入0.54克叔丁基過氧化氫，5.42克水(含0.54克雕白塊)，反應20分鐘，降溫至40℃，加入0.11克殺菌劑，0.43克消泡劑，攪拌均勻，過濾出料，得本發明所述的乳液。
下面是對實施例的評價結果
注防水性能按JC/T894-2001檢測，I(液料∶粉料＝1∶1.25)；II(液料∶粉料＝1∶1.8) 粘結強度按JG149-2003檢測。
權利要求
1、一種多功能丙烯酸酯乳液，以重量百分比計包括
(a)、去離子水35～45％；
(b)、引發劑0.2～0.4％，引發劑選自過硫酸銨；
(c)、乳化劑2～5％，乳化劑包括反應性乳化劑和常用乳化劑，其中反應性乳化劑佔乳化劑總量的1～2％，反應性乳化劑選自磺酸鹽類的乙烯基磺酸鈉或烯丙基羥丙基磺酸鈉；常用乳化劑選自十二烷基二苯醚二磺酸鈉鹽、壬基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基醇聚醚型非離子或乙氧基酚醚硫酸銨；
(d)、C4～C12的丙烯酸烷基酯20～40％；C4～C12的丙烯酸烷基酯選自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯中的一種；
(e)、C4的甲基丙烯酸烷基酯5～20％，C4的甲基丙烯酸烷基酯選自甲基丙烯酸甲酯；
(f)、芳基不飽和單體5～20％，芳基不飽和單體選自苯乙烯；
(g)、C3～C4的不飽和酸單體0.5～1％，C3～C4的不飽和酸單體選自丙烯酸或甲基丙烯酸；
(h)、丙烯醯胺類功能性單體0.2～0.6％，丙烯醯胺類功能性單體選自丙烯醯胺或N-羥甲基丙烯醯胺；
(i)、矽烷偶聯劑0～0.3％，矽烷偶聯劑選自乙烯基三乙氧基矽烷或3-氨丙基三乙氧基矽烷；
(j)、緩衝劑0.24～0.25％，緩衝劑選自碳酸氫鈉；
(k)、二次反應液0.05～0.06％叔丁基過氧化氫，0.5～0.6％水，其該水含0.054％克雕白塊；
(1)、異噻唑啉酮殺菌劑0.010～0.012％，100％活性的有機矽消泡劑0.04～0.05％；
先將佔反應物18～20％的組分(a)及3.7～3.8％的組分(c)在預乳化釜中均勻混合，然後將全部的(d)、(e)、(f)、(g)、(h)及(i)組分加入到預乳化釜中，均勻攪拌30分鐘，形成預乳化液；
再取8.1％～8.2％的組分(a)、0.24～0.25％的組分(b)及0.24～0.25％的組分(j)放入容器中混合均勻，形成引發劑液；
在反應釜中加入12.5～13.5％的組分(a)、0.036～0.038％的組分(b)、0.11～0.12％的組分(c)及5％的上述預乳化液，攪拌升溫至78～85℃，保溫20分鐘後，再均勻滴加引發劑液和剩餘預乳化液，3～4小時滴完，滴完之後保溫1小時，降溫至70℃加入組分(k)，反應20分鐘；降溫至40℃加入組分(1)，攪拌均勻，即得所述乳液。
全文摘要
本發明公開了一種多功能丙烯酸酯乳液，該乳液由去離子水、引發劑、乳化劑，C4-C12的丙烯酸烷基酯、C4-C12的甲基丙烯酸烷基酯、芳基不飽和單體，C3-C4的不飽和酸單體、丙烯醯胺類功能性單體，矽烷偶聯劑等組分，通過機械攪拌使烯屬不飽和單體分散在水中，在引發劑作用下進行自由基聚合而得。該乳液用在保溫砂漿中，可起增韌增強作用，使砂漿的黏結強度顯著增高，硬化漿體的抗壓強度/抗折強度比增大，並使牆體材料質量穩定、施工效率提高、砂漿收縮小；用於聚合物水泥防水塗料中，拉伸強度大，延伸率高，能起到很好的防水作用。
文檔編號C08F2/12GK101386663SQ20081020191
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月30日 優先權日2008年10月30日
發明者鄭柏存, 傅樂峰, 王小兵 申請人:上海三瑞高分子材料有限公司