CN109868094A - 一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液及制备方法 - Google Patents
一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及防水剂技术领域，具体涉及一种代替乙烯‑醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液及制备方法，防水乳液由以下乳液质量份组分反应得到：水10‑40份，醋酸己烯酯1‑10份，丙烯酸丁酯30‑40份，苯乙烯10‑20份，顺丁烯二酸酐3‑8份，叔碳酸乙烯酯5‑10份，丙烯酸酯3‑5份，丙烯酸异辛酯6‑12份，钛白粉5‑9份，高领土5‑15份，硅酸铝2‑10份，保护胶体2‑4份，乳化剂2‑3份，硅烷偶联剂0.2‑3份，引发剂0.2‑0.6份，增塑剂0.2‑0.8，触变剂0.2‑2份，消泡剂0.2‑1.5份，防腐剂0.2‑1份，本发明引入丙烯酸酯为单体制得的聚合物乳液作基料，成膜后防水性能大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及防水剂技术领域，特别是涉及一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液及制备方法。
背景技术
乙烯-醋酸乙烯酯乳液是当今世界上最重要的乳液粘合剂之一。由于其使用方便，不污染环境，同时价格低廉，被广泛应用于日常生活和工业生产中，比如木材加工，家具组装，织物粘接，包装材料，建筑装潢等诸多领域。
乙烯-醋酸乙烯酯乳液含有很强的极性基团，具有良好的粘接强度，但由于玻璃化温度高，低温成膜性差，不耐水，不耐寒和机械稳定性差等缺点使其应用受到很大的限制。为了满足生活和工业应用提出的更高要求，人们通过对乙烯-醋酸乙烯酯乳液进行改性，来提高和改善其综合性能。
近年来，国内对于乙烯-醋酸乙烯酯乳液的改性研究相继被报道。CN104497927A中通过在乙烯-醋酸乙烯酯乳液的分子链上引入顺丁橡胶，接枝共聚改性的方法制备出了乙烯-醋酸乙烯酯乳液，制备的乳液虽然在一定程度上改善了粘合剂对膜材料的润湿性和亲和力，但是由于顺丁橡胶在丙烯酸单体中的溶解性较差，故接枝效率非常低，乳液的性能改善并不明显。CN1155634C利用有机硅材料对乙烯-醋酸乙烯酯乳液进行接枝改性，解决了乳液的耐水性，耐污性能，但是由于有机硅材料极性较差，使得乳液的粘接性能和对材料的附着力降低。其他专利包括CN101343515，CN103725232A，CN101333424等，也采用了不同的共混改性的方法，制备的乳液用于木材，织物，建筑装潢等材质的粘接，一定程度上改善了乙烯-醋酸乙烯酯乳液的应用范围。上述技术案例中，通过选用不同材料对乳液进行改性研究，可以使乳液的部分力学性能有一定的改善，但现有技术中的乳胶，碰到水就会发白，无法满足对乳液防水性能有较高要求的领域。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，其防水性能好，可以满足更高的防水性能要求。
本发明还提供了一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液的制备方法。
本发明采用的技术方案是：一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，该新型防水乳液包括以下质量份的组分：
水10-40份，醋酸己烯酯1-10份，丙烯酸丁酯30-40份，苯乙烯10-20份，顺丁烯二酸酐3-8份，叔碳酸乙烯酯5-10份，丙烯酸酯3-5份，丙烯酸异辛酯6-12份，钛白粉5-9份，高领土5-15份，硅酸铝2-10份，保护胶体2-4份，乳化剂2-3份，硅烷偶联剂0.2-3份，引发剂0.2-0.6份，增塑剂0.2-0.8，触变剂0.2-2份，消泡剂0.2-1.5份，防腐剂0.2-1份。
所述硅烷偶联剂为乙烯基间苯二酚二氯硅烷、乙烯基三乙酰氧极硅烷、γ-甲极丙烯酸丙酯极三甲氧极硅烷、苯胺甲基三甲氧极硅烷中的至少一种。
所述乳化剂为非离子型乳化剂，或阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的混合。
所述阴离子型乳化剂为烷基硫酸盐、醚硫酸盐、磷酸盐、磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的至少一种；
所述非离子型乳化剂乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚中的至少一种。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二壬酯中的至少一种。
所述保护胶体为聚合度500-1700且醇解度为88％的聚乙烯醇，所述聚乙烯醇为PVA1788、PVA1792和PVA1799中的至少一种。
所述消泡剂为甘油单硬脂酸与聚乙二醇单硬脂酸的混合物。
所述引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢和过氧化月桂酰中的至少一种；
所述触变剂为二氧化硅；
所述防腐剂为苯氧基乙醇、间苯二酚和对羟基苯甲酸乙酯中的至少一种；
本发明还提供上述代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将醋酸己烯酯1-10份，丙烯酸丁酯30-40份，苯乙烯10-20份，顺丁烯二酸酐3-8份，叔碳酸乙烯酯5-10份，丙烯酸酯3-5份，丙烯酸异辛酯6-12份，钛白粉5-9份，高领土5-15份，硅酸铝2-10份，保护胶体2-4份，乳化剂2-3份混合，制成混合液A；
(2)将水10-40份，硅烷偶联剂0.2-3份，引发剂0.2-0.6份，增塑剂0.2-0.8，触变剂0.2-2份，制成混合液B；
(3)将消泡剂0.2-1.5份加入到混合液B中，机械搅拌，充分混合，得混合液C。
(3)将上述混合液A和混合液C加入反应釜中进行乳化，反应釜内的温度调节在85℃，乳化的时间为6个小时；
(4)完成乳化后，将反应釜内的温度保持在88-90℃的环境下静置90分钟。
(5)将反应釜降温到70℃，加入防腐剂0.2-1份到反应釜中，保温30分钟；
(6)将反应釜降温到65℃，进行氧化还原处理，搅拌均匀并降温，罐装包装即得到防水乳液粘合剂。
本发明的有益效果如下：
1、本发明通过对乙烯-醋酸乙烯酯乳液改进，引入烷基硫酸盐，醚硫酸盐，磷酸盐等乳化剂，由此形成交联结构，改善了各材料与填料之间的界面性能，有效改善本发明材料防水性能，同时加入了邻苯二甲酸二甲酯、聚乙烯醇、甘油单硬脂酸与聚乙二醇单硬脂酸等助剂，使得防水乳液的凝聚率低、稠度适中，有效解决了乙烯-醋酸乙烯酯乳液遇水容易发白的问题，本发明的防水乳液具有超强的柔韧性，产品质量稳定，在实际应用中，保证涂膜与基面的粘结强度高，防水性能好，在80-90℃水中浸泡30分钟不发白，而现有市场的乳胶见水就发白，同时，该合成的水性乳胶选用环保试剂和材质，具有低味、环保、防水性能好的特点。
2、硅烷偶联剂为乙烯基间苯二酚二氯硅烷，乙烯基三乙酰氧极硅烷，γ-甲极丙烯酸丙酯极三甲氧极硅烷，苯胺甲基三甲氧极硅烷中的至少一种，选用以上硅烷偶联剂，其不仅具有较好的相容性，同时进一步改善了各材料与填料之间的界面性能，因硅烷系分子层在聚合物和填料之间形成共价键桥，进一步提高了本发明的界面粘合性，有效改善本发明材料防水性能。
3、乳化剂为非离子型乳化剂，或阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的混合；阴离子型乳化剂为烷基硫酸盐，醚硫酸盐，磷酸盐，磺酸盐，磺基琥珀酸盐中的至少一种；非离子型乳化剂乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚，烷基聚氧乙烯醚中的至少一种，选用上述乳化剂，因为界面膜中加入极性有机物分子，在吸附层中的乳化剂分子与本发明中的醇、酸和铵等极性分子发生反应，形成复合物，使界面膜强度增高，进一步增强本发明的防水性能。
4、增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯，邻苯二甲酸二乙酯，邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二异辛酯，邻苯二甲酸二壬酯中的至少一种，选用上述增塑剂，其不仅具有良好的相容性，且挥发性低，低温性能好，加入本发明中，可以使本发明的聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型，同时进一步增强本发明的聚合物界面刚性，提升防水性能。
5、保护胶体为聚合度500-1700且醇解度为88％的聚乙烯醇中的至少一种，选择上述保护胶体，可以使本发明的聚合物粘度减小，流动性增加，易于成型，同时进一步增强本发明的聚合物界面刚性，提升防水性能。
6、消泡剂为甘油单硬脂酸与聚乙二醇单硬脂酸的混合物，因为在制备硅氧烷类入乳剂时，应当控制恰当的粒径，选用上述消泡剂，粒径小，自身低发泡，消泡效果好。
7、引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢和过氧化月桂酰中的至少一种，触变剂为二氧化硅，所述防腐剂为苯氧基乙醇、间苯二酚和对羟基苯甲酸乙酯中的至少一种，选用上述助剂，可以保证产品的成膜效果好，同时也不可以防止乳液变质，使用效果好。
8、本发明通过对单体加入工艺的改进，形成交联结构，同时控制各反应步骤的适宜温度，合成得到综合性能优异的防水乳液，功能单体采用分阶段的加入方式，可以使其有效的与丙烯酸反应产生一定的交联密度，形成微交联的结构，使防水涂料的拉伸强度和断裂伸长率均有一定程度的提高，有效提升防水乳液在防水涂料中的应用性能。通过此方法合成防水乳液工艺简单、防水效果好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述。
下述实施例中，如非特别说明，所用试剂和材料均为常规市售可得。
实施例1
一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液由如下组分组成，具体包括：
水13Kg，醋酸己烯酯3Kg，丙烯酸丁酯25Kg，苯乙烯15Kg，顺丁烯二酸酐5Kg，叔碳酸乙烯酯5Kg，丙烯酸酯3Kg，丙烯酸异辛酯8Kg，钛白粉7Kg，高领土6Kg，硅酸铝2Kg，聚乙烯醇2Kg，烷基硫酸盐1Kg，醚硫酸盐0.5Kg，磷酸盐0.5Kg，乙烯基间苯二酚二氯硅烷1Kg，异丙苯过氧化氢0.4Kg，邻苯二甲酸二甲酯0.3Kg，二氧化硅0.8Kg，甘油单硬脂酸0.5Kg，聚乙二醇单硬脂酸0.5Kg，对羟基苯甲酸乙酯0.5Kg。
其制备方法包括如下步骤：
(1)将醋酸己烯酯3Kg，丙烯酸丁酯25Kg，苯乙烯15Kg，顺丁烯二酸酐5Kg，叔碳酸乙烯酯5Kg，丙烯酸酯3Kg，丙烯酸异辛酯8Kg，钛白粉7Kg，高领土6Kg，硅酸铝2Kg，聚乙烯醇2Kg，烷基硫酸盐1Kg，醚硫酸盐0.5Kg，磷酸盐0.5Kg混合，制成混合液A；
(2)将水13Kg，乙烯基间苯二酚二氯硅烷1Kg，异丙苯过氧化氢0.4Kg，邻苯二甲酸二甲酯0.3Kg，二氧化硅0.8Kg制成混合液B；
(3)将甘油单硬脂酸0.5Kg和聚乙二醇单硬脂酸0.5Kg，加入到混合液B中，机械搅拌，充分混合，得混合液C。
(3)将上述混合液A和混合液C加入反应釜中进行乳化，反应釜内的温度调节在85℃，乳化的时间为6个小时；
(4)完成乳化后，将反应釜内的温度保持在88-90℃的环境下静置90分钟。
(5)将反应釜降温到70℃，加入对羟基苯甲酸乙酯0.5Kg到反应釜中，保温30分钟；
(6)将反应釜降温到65℃，进行氧化还原处理，搅拌均匀并降温，罐装包装即得到防水乳液粘合剂。
实施例2
一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液由如下组分组成，具体包括：
水17Kg，醋酸己烯酯5Kg，丙烯酸丁酯20Kg，苯乙烯13Kg，顺丁烯二酸酐5Kg，叔碳酸乙烯酯6Kg，丙烯酸酯3Kg，丙烯酸异辛酯8Kg，钛白粉7Kg，高领土6Kg，硅酸铝2Kg，聚乙烯醇2Kg，烷基硫酸盐1Kg，醚硫酸盐0.5Kg，磺基琥珀酸盐0.5Kg，苯胺甲基三甲氧极硅烷2Kg，叔丁基过氧化氢0.4Kg，邻苯二甲酸二甲酯0.3Kg，二氧化硅0.8Kg，甘油单硬脂酸0.5Kg，聚乙二醇单硬脂酸0.5Kg，对羟基苯甲酸乙酯0.5Kg。
其制备方法包括如下步骤：
(1)将醋酸己烯酯5Kg，丙烯酸丁酯20Kg，苯乙烯13Kg，顺丁烯二酸酐5Kg，叔碳酸乙烯酯6Kg，丙烯酸酯3Kg，丙烯酸异辛酯8Kg，钛白粉7Kg，高领土6Kg，硅酸铝2Kg，聚乙烯醇2Kg，烷基硫酸盐1Kg，醚硫酸盐0.5Kg，磺基琥珀酸盐0.5Kg混合，制成混合液A；
(2)将水17Kg，苯胺甲基三甲氧极硅烷2Kg，叔丁基过氧化氢0.4Kg，邻苯二甲酸二甲酯0.3Kg，二氧化硅0.8Kg制成混合液B；
(3)将甘油单硬脂酸0.5Kg和聚乙二醇单硬脂酸0.5Kg，加入到混合液B中，机械搅拌，充分混合，得混合液C。
(3)将上述混合液A和混合液C加入反应釜中进行乳化，反应釜内的温度调节在85℃，乳化的时间为6个小时；
(4)完成乳化后，将反应釜内的温度保持在88-90℃的环境下静置90分钟。
(5)将反应釜降温到70℃，加入对羟基苯甲酸乙酯0.5Kg到反应釜中，保温30分钟；
(6)将反应釜降温到65℃，进行氧化还原处理，搅拌均匀并降温，罐装包装即得到防水乳液粘合剂。
实施例3
一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液由如下组分组成，具体包括：
水17Kg，醋酸己烯酯5Kg，丙烯酸丁酯20Kg，苯乙烯13Kg，顺丁烯二酸酐5Kg，叔碳酸乙烯酯6Kg，丙烯酸酯3Kg，丙烯酸异辛酯8Kg，钛白粉7Kg，高领土6Kg，硅酸铝2Kg，聚乙烯醇2Kg，烷基硫酸盐1Kg，醚硫酸盐0.5Kg，磷酸盐0.5Kg，乙烯基间苯二酚二氯硅烷1Kg，异丙苯过氧化氢0.4Kg，邻苯二甲酸二甲酯0.3Kg，二氧化硅0.8Kg，甘油单硬脂酸0.5Kg，聚乙二醇单硬脂酸0.5Kg，对羟基苯甲酸乙酯0.5Kg。
其制备方法包括如下步骤：
(1)将醋酸己烯酯5Kg，丙烯酸丁酯20Kg，苯乙烯13Kg，顺丁烯二酸酐5Kg，叔碳酸乙烯酯6Kg，丙烯酸酯3Kg，丙烯酸异辛酯8Kg，钛白粉7Kg，高领土6Kg，硅酸铝2Kg，聚乙烯醇2Kg，烷基硫酸盐1Kg，醚硫酸盐0.5Kg，磷酸盐0.5Kg，混合，制成混合液A；
(2)将水17Kg，乙烯基间苯二酚二氯硅烷1Kg，异丙苯过氧化氢0.4Kg，邻苯二甲酸二甲酯0.3Kg，二氧化硅0.8Kg制成混合液B；
(3)将甘油单硬脂酸0.5Kg和聚乙二醇单硬脂酸0.5Kg，加入到混合液B中，机械搅拌，充分混合，得混合液C。
(3)将上述混合液A和混合液C加入反应釜中进行乳化，反应釜内的温度调节在85℃，乳化的时间为6个小时；
(4)完成乳化后，将反应釜内的温度保持在88-90℃的环境下静置90分钟。
(5)将反应釜降温到70℃，加入对羟基苯甲酸乙酯0.5Kg到反应釜中，保温30分钟；
(6)将反应釜降温到65℃，进行氧化还原处理，搅拌均匀并降温，罐装包装即得到防水乳液粘合剂。
对以上三个实施例制备的乳液进行防水性能测试，测试结果如表1。
表1代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液的性能
| 性能 | 测试方法 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 外观 | 肉眼观察 | 乳白色蓝光 | 乳白色蓝光 | 乳白色蓝光 |
| 防水测试 | 85℃水浸泡30分钟 | 无明显变化 | 无明显变化 | 无明显变化 |
本发明通过乙烯-醋酸乙烯酯乳液改进，引入烷基硫酸盐，醚硫酸盐，磷酸盐等乳化剂，由此形成交联结构，改善了各材料与填料之间的界面性能，有效改善本发明材料防水性能。从表1可以看出，在85℃水中浸泡30分钟，本发明的新型防水乳液无发白现象，防水效果好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，其特征在于，包括以下质量份的组分：
水10-40份，醋酸己烯酯1-10份，丙烯酸丁酯30-40份，苯乙烯10-20份，顺丁烯二酸酐3-8份，叔碳酸乙烯酯5-10份，丙烯酸酯3-5份，丙烯酸异辛酯6-12份，钛白粉5-9份，高领土5-15份，硅酸铝2-10份，保护胶体2-4份，乳化剂2-3份，硅烷偶联剂0.2-3份，引发剂0.2-0.6份，增塑剂0.2-0.8，触变剂0.2-2份，消泡剂0.2-1.5份，防腐剂0.2-1份。
2.根据权利要求1所述的一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，其特征在于，
所述硅烷偶联剂为乙烯基间苯二酚二氯硅烷、乙烯基三乙酰氧极硅烷、γ-甲极丙烯酸丙酯极三甲氧极硅烷、苯胺甲基三甲氧极硅烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，其特征在于，
所述乳化剂为非离子型乳化剂，或阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的混合。
4.根据权利要求3所述的一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，其特征在于，
所述阴离子型乳化剂为烷基硫酸盐、醚硫酸盐、磷酸盐、磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的至少一种；
所述非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，其特征在于，
所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二壬酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，其特征在于，
所述保护胶体为聚合度500-1700且醇解度为88％的聚乙烯醇，所述聚乙烯醇为PVA1788、PVA1792和PVA1799中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，其特征在于，
所述消泡剂为甘油单硬脂酸与聚乙二醇单硬脂酸的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种代替乙烯-醋酸乙烯酯乳液的新型防水乳液，其特征在于，
所述引发剂为异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢和过氧化月桂酰中的至少一种；
所述触变剂为二氧化硅；
所述防腐剂为苯氧基乙醇、间苯二酚和对羟基苯甲酸乙酯中的至少一种。
9.一种制备权利要求1所述的防水乳液的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将醋酸己烯酯1-10份，丙烯酸丁酯30-40份，苯乙烯10-20份，顺丁烯二酸酐3-8份，叔碳酸乙烯酯5-10份，丙烯酸酯3-5份，丙烯酸异辛酯6-12份，钛白粉5-9份，高领土5-15份，硅酸铝2-10份，保护胶体2-4份，乳化剂2-3份混合，制成混合液A；
(2)将水10-40份，硅烷偶联剂0.2-3份，引发剂0.2-0.6份，增塑剂0.2-0.8，触变剂0.2-2份，制成混合液B；
(3)将消泡剂0.2-1.5份加入到混合液B中，机械搅拌，充分混合，得混合液C。
(3)将上述混合液A和混合液C加入反应釜中进行乳化，反应釜内的温度调节在85℃，乳化的时间为6个小时；
(4)完成乳化后，将反应釜内的温度保持在88-90℃的环境下静置90分钟。
(5)将反应釜降温到70℃，加入防腐剂0.2-1份到反应釜中，保温30分钟；
(6)将反应釜降温到65℃，进行氧化还原处理，搅拌均匀并降温，罐装包装即得到防水乳液粘合剂。
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