CN101386663A - 一种多功能丙烯酸酯乳液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能丙烯酸酯乳液，该乳液由去离子水、引发剂、乳化剂，C4－C12的丙烯酸烷基酯、C4－C12的甲基丙烯酸烷基酯、芳基不饱和单体，C3－C4的不饱和酸单体、丙烯酰胺类功能性单体，硅烷偶联剂等组分，通过机械搅拌使烯属不饱和单体分散在水中，在引发剂作用下进行自由基聚合而得。该乳液用在保温砂浆中，可起增韧增强作用，使砂浆的黏结强度显著增高，硬化浆体的抗压强度/抗折强度比增大，并使墙体材料质量稳定、施工效率提高、砂浆收缩小；用于聚合物水泥防水涂料中，拉伸强度大，延伸率高，能起到很好的防水作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种乳液，具体地说是一种多功能丙烯酸酯乳液，该乳液加入到保温砂浆中，可提高保温砂浆与基材的粘结强度及保温砂浆的韧性、防水性、和耐侯性。该乳液用于聚合物水泥防水涂料中，可得到一个很好的平衡值——强度与延伸率之间，使涂料有具有很好的防水性能。
背景技术
我国已经出台了许多相关规定，实行建筑节能65％标准，要求城市建筑全部采用外墙外保温技术。建设部第143号令《民用建筑节能管理规定》2006年1月1日起鼓励发展新型节能墙体和屋面的保温、隔热技术与材料；2006年7月1日起建设部和国家质量技术监督检验检疫总局联合发布《公共建筑节能设计标准》规定在保证相同的室内热环境舒适参数条件下，与上世纪80年代初设计建成的公共建筑相比，全年供暖、通风、空调和照明的总能耗减少50％，2010年后逐步在各地实施节能65％、75％的标准，等等为商品砂浆的发展铺平了道路。同时根据国家统计局的报告，我国2003年水泥产量为8.7亿吨，2004年水泥产量为9.7亿吨，2005年为10.4亿吨，2006年为12.35亿吨，从1985年起我国已经成为世界水泥生产第一大国，其中按照国际上30％的水泥用于拌和砂浆，这样年使用砂浆总量将超过20亿吨。而我国现在使用商品砂浆的使用率不到10％，根据西方国家商品砂浆的使用率80％来计算，我国预拌砂浆的市场潜力非常巨大。商品砂浆的关键技术在于乳液的合成及制造，由于我国砂浆用建筑物乳液生产合成起步较晚，国内的主要高端市场主要被国外大公司所占据，如：巴斯夫，国民淀粉公司和罗门和哈斯公司等。国内有日出、宝利嘉、巴德夫等企业，但市场占有率远远比不上国外的企业。
另外，建筑防水材料是建筑材料的一个重要组成部分，属于功能性材料，建筑物和构筑物之所以要采用防水材料其主要目的是为了防潮、防渗、防漏。我国在建筑工程防水材料方面的投入每年呈递增趋势。2003年，在工程总造价中防水工程造价达到15％以上，特别是地下室的防水造价比例已达工程总造价的25～30％。而在建筑防水材料中，聚合物水泥防水涂料是建设部重点推荐的环保型建筑防水材料，聚合物水泥防水涂料的基料是丙烯酸乳液。
现有技术中的丙烯酸乳液功能单一，要么适合保温砂浆，要么符合聚合物水泥防水涂料要求，而同时满足保温砂浆和聚合物水泥防水涂料性能的乳液，则没有。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种多功能丙烯酸酯乳液，该乳液既适合保温砂浆又适合聚合物防水涂料性能。
本发明的目的是这样实现的：
一种多功能丙烯酸酯乳液，以重量百分比计包括：
(a)、去离子水35～45％；
(b)、引发剂0.2～0.4％，引发剂选自过硫酸铵；
(c)、乳化剂2～5％，乳化剂包括反应性乳化剂和常用乳化剂，其中反应性乳化剂占乳化剂总量的1～2％，反应性乳化剂选自磺酸盐类的乙烯基磺酸钠(SVS)或烯丙基羟丙基磺酸钠(COPS-1)；常用乳化剂选自十二烷基二苯醚二磺酸钠盐(DOWFAX2A1)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(TRITONX-405)、烷基醇聚醚型非离子(A-980)或乙氧基酚醚硫酸铵(CO-436)；
(d)、C4～C12的丙烯酸烷基酯20～40％；C4～C12的丙烯酸烷基酯选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种；
(e)、C4的甲基丙烯酸烷基酯5～20％，C4的甲基丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯；
(f)、芳基不饱和单体5～20％，芳基不饱和单体选自苯乙烯；
(g)、C3～C4的不饱和酸单体0.5～1％，C3～C4的不饱和酸单体选自丙烯酸或甲基丙烯酸；
(h)、丙烯酰胺类功能性单体0.2～0.6％，丙烯酰胺类功能性单体选自丙烯酰胺或N-羟甲基丙烯酰胺；
(i)、硅烷偶联剂0～0.3％，硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)或3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)；
(j)、缓冲剂：0.24～0.25％，缓冲剂选自碳酸氢钠；
(k)、二次反应液：0.05～0.06％叔丁基过氧化氢，0.5～0.6％水(含0.054％克雕白块)；
(1)、异噻唑啉酮杀菌剂0.010～0.012％，100％活性的有机硅消泡剂0.04～0.05％；
先将占反应物：18～20％的组分(a)及3.7～3.8％的组分(c)在预乳化釜中均匀混合，然后将全部的(d)、(e)、(f)、(g)、(h)及(i)组分加入到预乳化釜中，均匀搅拌30分钟，形成预乳化液；
再取8.1％～8.2％的组分(a)、0.24～0.25％的组分(b)及0.24～0.25％的组分(j)放入容器中混合均匀，形成引发剂液；
在反应釜中加入12.5～13.5％的组分(a)、0.036～0.038％的组分(b)、0.11～0.12％的组分(c)及5％的上述预乳化液，搅拌升温至78～85℃，保温20～30分钟后，再均匀滴加引发剂液和剩余预乳化液，3～4小时滴完，滴完之后保温1小时，降温至70℃加入组分(k)、反应20分钟；降温至40℃加入组分(1)，搅拌均匀，即得所述乳液。
本发明用在保温砂浆中，可起增韧增强作用，使砂浆的黏结强度显著增高，硬化浆体的抗压强度/抗折强度比增大，并使墙体材料质量稳定、施工效率提高、砂浆收缩小；用于聚合物水泥防水涂料中，拉伸强度大，延伸率高，能起到很好的防水作用。
具体实施方式
本发明在聚合反应中，反应性乳化剂参加反应，成为聚合物一部分，由此可以强化乳液型胶粘剂的内聚力，对于乳液的耐水性、耐侯性，与水泥的相溶性，均有良好的益处。
另外，在乳液反应过程中pH值应控制不变，将有助于反应，其方式采用加入缓冲溶液。
实施例1
配制预乳化液：将192克去离子水、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钠盐(DOWFAX2A1)、5.42克乙烯基磺酸钠(SVS)、10.85克烯丙基羟丙基磺酸钠(COPS-1)在预乳化釜中搅拌溶解，然后在搅拌下加入2.17克乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)、5.42克N-羟甲基丙烯酰胺、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，加完后，继续搅拌30分钟，得预乳化液。
配制引发剂液：将81.36克去离子水、2.44克过硫酸铵及2.44克碳酸氢钠，搅拌溶解，得引发剂液。
将130.71克去离子水、0.37克过硫酸铵、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钠盐(DOWFAX2A1)，38.72克预乳化液加入反应釜中，升温至反应温度，保温20分钟后，均匀滴加剩余的预乳化液和引发剂液，在3-4小时内滴完，滴完后保温1小时，然后降温至70℃，加入0.54克叔丁基过氧化氢，5.42克水(含0.54克雕白块)，反应20分钟，降温至40℃，加入0.11克杀菌剂，0.43克消泡剂，搅拌均匀，过滤出料，得本发明所述的乳液。
实施例2
配制预乳化液：将192克去离子水、9.62克烷基醇聚醚型非离子(A-980)，12.04克乙氧基酚醚硫酸铵(CO-436)、5.42克乙烯基磺酸钠(SVS)，10.85克烯丙基羟丙基磺酸钠(COPS-1)在预乳化釜中搅拌溶解，然后在搅拌下加入2.17克A-151，5.42克丙烯酰胺、8.14克甲基丙烯酸、357.97克丙烯酸丁酯、170.85克苯乙烯，加完后，继续搅拌30分钟，得预乳化液。
配制引发剂液：将81.36克去离子水，2.44克过硫酸铵，2.44克碳酸氢钠，搅拌溶解，得引发剂液。
将130.71克去离子水、0.37克过硫酸铵、0.51克烷基醇聚醚型非离子(A-980)，0.64克乙氧基酚醚硫酸铵(CO-436)，38.72克预乳化液加入反应釜中，升温至反应温度，保温30分钟，均匀滴加剩余的预乳化液和引发剂液，在3-4小时内滴完，滴完后保温1小时，然后降温至70℃，加入0.54克叔丁基过氧化氢，5.42克水(含0.54克雕白块)，反应20分钟，降温至40℃，加入0.11克杀菌剂，0.43克消泡剂，搅拌均匀，过滤出料，得本发明所述的乳液。
实施例3
配制预乳化液：将192克去离子水、9.62克烷基醇聚醚型非离子(A-980)，12.04克乙氧基酚醚硫酸铵(CO-436)、5.42克乙烯基磺酸钠(SVS)，10.85克烯丙基羟丙基磺酸钠(COPS-1)在预乳化釜中搅拌溶解，然后在搅拌下加入2.17克3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)，5.42克N-羟甲基丙烯酰胺、8.14克甲基丙烯酸、78.85克丙烯酸乙酯，300克丙烯酸异辛酯、150克甲基丙烯酸甲酯，加完后，继续搅拌30分钟，得预乳化液。
配制引发剂液：将81.36克去离子水，2.44克过硫酸铵，2.44克碳酸氢钠，搅拌溶解，得引发剂液。
将130.71克去离子水、0.37克过硫酸铵、0.51克烷基醇聚醚型非离子(A-980)，0.64克乙氧基酚醚硫酸铵(CO-436)，38.72克预乳化液加入反应釜中，升温至反应温度，保温30分钟，均匀滴加剩余的预乳化液和引发剂液，在3-4小时内滴完，滴完后保温1小时，然后降温至70℃，加入0.54克叔丁基过氧化氢，5.42克水(含0.54克雕白块)，反应20分钟，降温至40℃，加入0.11克杀菌剂，0.43克消泡剂，搅拌均匀，过滤出料，得本发明所述的乳液。
实施例4
配制预乳化液：将192克去离子水、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钠盐(DOWFAX2A1)，16.27克烯丙基羟丙基磺酸钠(COPS-1)在预乳化釜中搅拌溶解，然后在搅拌下加入2.17克KH-550，5.42克N-羟甲基丙烯酰胺、8.14克丙烯酸、78.85克丙烯酸乙酯，300克丙烯酸异辛酯、150克甲基丙烯算甲酯，加完后，继续搅拌30分钟，即得预乳化液。
配制引发剂液：将81.36克去离子水，2.44克过硫酸铵，2.44克碳酸氢钠，搅拌溶解，得引发剂液。
将130.71克去离子水、0.37克过硫酸铵、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钠盐(DOWFAX2A1)，38.72克预乳化液加入反应釜中，升温至反应温度，反应30分钟，均匀滴加剩余的预乳化液、引发剂液，在3-4小时内滴完，滴完后保温1小时，然后降温至70℃，加入0.54克叔丁基过氧化氢，5.42克水(含0.54克雕白块)，反应20分钟，降温至40℃，加入0.11克杀菌剂，0.43克消泡剂，搅拌均匀，过滤出料，得本发明所述的乳液。
下面是对实施例的评价结果：
注：防水性能按JC/T894-2001检测，I(液料∶粉料＝1∶1.25)；II(液料∶粉料＝1∶1.8)
粘结强度按JG149-2003检测。
Claims (1)
1、一种多功能丙烯酸酯乳液，以重量百分比计包括：
(a)、去离子水35～45％；
(b)、引发剂0.2～0.4％，引发剂选自过硫酸铵；
(c)、乳化剂2～5％，乳化剂包括反应性乳化剂和常用乳化剂，其中反应性乳化剂占乳化剂总量的1～2％，反应性乳化剂选自磺酸盐类的乙烯基磺酸钠或烯丙基羟丙基磺酸钠；常用乳化剂选自十二烷基二苯醚二磺酸钠盐、壬基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、烷基醇聚醚型非离子或乙氧基酚醚硫酸铵；
(d)、C4～C12的丙烯酸烷基酯20～40％；C4～C12的丙烯酸烷基酯选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种；
(e)、C4的甲基丙烯酸烷基酯5～20％，C4的甲基丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯；
(f)、芳基不饱和单体5～20％，芳基不饱和单体选自苯乙烯；
(g)、C3～C4的不饱和酸单体0.5～1％，C3～C4的不饱和酸单体选自丙烯酸或甲基丙烯酸；
(h)、丙烯酰胺类功能性单体0.2～0.6％，丙烯酰胺类功能性单体选自丙烯酰胺或N-羟甲基丙烯酰胺；
(i)、硅烷偶联剂0～0.3％，硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷或3-氨丙基三乙氧基硅烷；
(j)、缓冲剂：0.24～0.25％，缓冲剂选自碳酸氢钠；
(k)、二次反应液：0.05～0.06％叔丁基过氧化氢，0.5～0.6％水，其该水含0.054％克雕白块；
(1)、异噻唑啉酮杀菌剂0.010～0.012％，100％活性的有机硅消泡剂0.04～0.05％；
先将占反应物：18～20％的组分(a)及3.7～3.8％的组分(c)在预乳化釜中均匀混合，然后将全部的(d)、(e)、(f)、(g)、(h)及(i)组分加入到预乳化釜中，均匀搅拌30分钟，形成预乳化液；
再取8.1％～8.2％的组分(a)、0.24～0.25％的组分(b)及0.24～0.25％的组分(j)放入容器中混合均匀，形成引发剂液；
在反应釜中加入12.5～13.5％的组分(a)、0.036～0.038％的组分(b)、0.11～0.12％的组分(c)及5％的上述预乳化液，搅拌升温至78～85℃，保温20分钟后，再均匀滴加引发剂液和剩余预乳化液，3～4小时滴完，滴完之后保温1小时，降温至70℃加入组分(k)，反应20分钟；降温至40℃加入组分(1)，搅拌均匀，即得所述乳液。
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