CN110357458A - 一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶及其制备方法 - Google Patents

一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及喷涂胶技术领域，尤其是一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶及其制备方法；去离子水40～55％，反应型乳化剂0.2～0.3％，非离子乳化剂0.1～0.15％，苯乙烯10～20％，甲基丙烯酸甲酯5～10％，叔碳酸乙烯酯13～25％，丙烯酸丁酯10～15％，乙烯基三甲氧基硅烷0.5～2％，双氧水0.1～0.2％，酒石酸0.1～0.2％，中和剂0.05～0.15％，消泡剂0.01～0.03％，疏水剂1.5～3.5％；本发明以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯以及具有很强疏水单体，先通过自由基聚合，再通过一种疏水剂对其进行化学改性，制得了在不降低喷涂专用胶的粘接性能和环保性能的前提下，改善其憎水性，使得矿物纤维喷涂层实现由内至外的匀质防水，从而有效保证矿物纤维喷涂层的使用功能和使用寿命。

Description

一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及喷涂胶技术领域，尤其是一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶及其制备方法。
背景技术
矿物纤维喷涂保温吸声构造已在各类建筑中普遍采用，目前主要用于建筑顶板(棚)的保温隔热和吸声降噪，然而因矿物纤维喷涂层的吸水性较强，使得其在潮湿气候地区的幕墙及其他部位上的使用效果大大降低。为在潮湿多雨的气候环境下得到有效保证矿物纤维喷涂层的使用功能和使用寿命，必须提高其防水效果。
以往实现矿物纤维喷涂层的防水一般通过两种技术路线，一是将专用胶粘剂与憎水剂混合，但经实际应用证明这种混合会发生化学反应，使得胶粘剂粘接效果下降，出现喷涂棉难以喷涂至使用表面、后期易脱落等问题；二是在喷涂层表面直接用憎水剂喷涂一层防水层，这种做法仅能实现外层表面局部防水，一旦面层被破坏就会丧失防水性，且因憎水剂易挥发，导致矿物纤维喷涂层容易丧失防水效果。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶，该憎水型喷涂胶的憎水性强，喷涂后矿物纤维喷涂层实现由内至外的匀质防水，有效保证矿物纤维喷涂层的使用功能和使用寿命；
本发明中的另一个目的是：提供一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶的制备方法，本发明以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯以及具有很强疏水单体,先通过自由基聚合,再通过一种疏水剂对其进行化学改性,制得了在不降低喷涂专用胶的粘接性能和环保性能的前提下，改善其憎水性，使得矿物纤维喷涂层实现由内至外的匀质防水，从而有效保证矿物纤维喷涂层的使用功能和使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶，其重量百分比组成如下：
进一步的，所述反应型乳化剂为烯丙基酚聚氧乙烯醚硫酸铵。
进一步的，所述非离子乳化剂为NOVELUTION S90。
进一步的，所述交联单体为苯乙烯。
进一步的，所述中和剂为碳酸氢钠。
进一步的，所述消泡剂为水性消泡剂Antifoam B7702。
进一步的，所述疏水剂为F3100。
一种憎水性矿物纤维喷涂专用胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按上述重量比例称取各组分；
(2)单体的预乳化：将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三甲氧基硅烷、反应型乳化剂、非离子乳化剂全部加入反应釜中搅拌30～40分钟进行预乳化形成预乳化液备用；
(3)在反应釜中加入全部的去离子水，开机搅拌并加入全部的碳酸氢钠、部分水性消泡剂、部分预乳化液，升温至60±5℃，然后滴加部分双氧水和部分酒石酸，温度自然升至80～85，保温反应1～1.5小时，制得种子乳液；
(4)在步骤(3)所得的种子乳液中继续滴加部分预乳化液和部分双氧水，其中预乳化液的滴加量为步骤(3)加入预乳化液总重量的12％后的剩余重量的 2/3，双氧水的滴加量为步骤(3)滴加双氧水总重量的3％后的剩余重量的2/3，然后再次加入余下的酒石酸，再继续滴加余下的预乳化液和双氧水，滴加过程中温度控制在80～85℃，滴加总时间控制在4～6小时内滴加结束；
(5)在步骤(4)中余下的预乳化液和双氧水滴加结束后，在一定温度下滴加乙烯基三甲氧基硅烷，熟化反应后降温，加入全部的疏水剂，搅拌反应一段时间后，降温，加入全部的防霉剂，制得憎水型矿物纤维喷涂专用胶。
进一步的，所述步骤(3)中水性消泡剂的滴加量为总质量的50％，预乳化液的滴加量为预乳化液总质量的12％，滴加双氧水的滴加量为双氧水总质量的 3％，酒石酸的滴加量为酒石酸总质量的50％。
进一步的，所述步骤(5)具体包括：步骤(4)中余下的预乳化液和双氧水滴加结束后，温度保持在82～88℃滴加乙烯基三甲氧基硅烷30～40分钟滴加完，然后熟化反应1～1.5小时后降温至60～65℃，加入全部的疏水剂，搅拌反应0.5～1小时后，降温至45℃，加入全部的防霉剂，制得憎水型矿物纤维喷涂专用胶。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
本发明以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯以及具有很强疏水单体，先通过自由基聚合，再通过一种疏水剂对其进行化学改性，制得了在不降低喷涂专用胶的粘接性能和环保性能的前提下，改善其憎水性，使得矿物纤维喷涂层实现由内至外的匀质防水，从而有效保证矿物纤维喷涂层的使用功能和使用寿命。
(1)配方选用含有特殊疏水基的叔碳酸乙烯酯单体和疏水单体苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯作为制备憎水型矿物纤维喷涂专用胶的混合单体以提升矿物纤维喷涂专用胶的耐水性。
(2)制备过程中采用半连续乳液聚合工艺，在聚合体系中采用反应型乳化剂烯丙基酚聚氧乙烯醚硫酸铵，减少乳化剂的使用量，剔除亲水基团的带入，从而提高矿物纤维喷涂专用胶的耐水性能及环保性能。而现有专利中采用的乳化剂一般会带入亲水基团，影响了憎水胶的疏水性。
(3)聚合过程中利用叔碳酸乙烯酯的大分子结构与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯共聚增加聚合物的内憎水性和耐水性，并以双氧水与酒石酸的氧化还原体系进行，利用由于氢键的原因，羟基和羧基可进行假交联的效果这一原理，增强了聚合物乳胶粒之间的相互作用，增加了胶膜的致密程度，因而显著提高了矿物纤维喷涂专用胶的憎水性能及环保性能及粘接强度、耐热性能。所以，本发明中既李永乐叔碳酸乙烯酯的空间位阻效应，又采用了氧化还原体系提升了胶膜的致密性，在后期引入乙烯基三甲氧基硅烷的乳胶粒外形成憎水性保护层，而现有的专利中一般只利用叔碳酸乙烯分子中的空间位阻来提升耐水性。
(4)在聚合后期引入乙烯基三甲氧基硅烷利用其单体上的双键与混合单体在乳胶粒外层聚合，在乳胶粒外层形成憎水性保护层。
(5)聚合结束后加入外疏水剂为F3100进一步提升纤维喷涂专用胶的憎水性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。除非特别说明，下面实施方式中所使用的技术均为本领域内的技术人员已知的常规技术；所使用的仪器设备和试剂等，均为本领域内的技术人员可以通过公共途径如商购等获得的。
实施例1
(1)按重量比例称取各组分；
(2)单体的预乳化：将苯乙烯20g、甲基丙烯酸甲酯5g、叔碳酸乙烯酯 13g、丙烯酸丁酯10g、乙烯基三甲氧基硅烷1g、烯丙基酚聚氧乙烯醚硫酸铵反应型乳化剂0.2g、NOVELUTION S90非离子乳化剂0.15g全部加入反应釜中搅拌30～40分钟进行预乳化形成预乳化液备用。
(3)在反应釜中加入全部的去离子水48g，开机搅拌并加入全部的碳酸氢钠0.05g、0.01g水性消泡剂Antifoam B7702，12％的预乳化液，升温至60±5℃，然后滴加双氧水总重量0.1g的3％和酒石酸总重量0.1g的50％，温度自然升至 80～85，保温反应1～1.5小时，制得种子乳液。
(4)在步骤(3)所得的种子乳液中继续滴加预乳化液和双氧水，其中预乳化液的滴加量为步骤(3)加入预乳化液总重量的12％后的剩余重量的2/3，双氧水的滴加量为步骤(3)滴加双氧水总重量的3％后的剩余重量的2/3，然后再次加入余下的酒石酸，再继续滴加余下的预乳化液和双氧水，滴加过程中温度控制在80～85℃，滴加总时间控制在4～6小时内滴加结束；
(5)在步骤(4)中余下的预乳化液和双氧水滴加结束后，温度保持在 82～88℃滴加乙烯基三甲氧基硅烷0.6g，30～40分钟滴加完，然后熟化反应1～ 1.5小时后降温至60～65℃，加入全部的疏水剂2g，搅拌反应0.5～1小时后，降温至45℃，制得憎水型矿物纤维喷涂专用胶。
实施例2
(1)按重量比例称取各组分；
(2)单体的预乳化：将苯乙烯10g、甲基丙烯酸甲酯8g、叔碳酸乙烯酯 18g、丙烯酸丁酯12g、乙烯基三甲氧基硅烷0.5g、烯丙基酚聚氧乙烯醚硫酸铵反应型乳化剂0.25g、NOVELUTION S90非离子乳化剂0.12g全部加入反应釜中搅拌30～40分钟进行预乳化形成预乳化液备用。
(3)在反应釜中加入全部的去离子水48g，开机搅拌并加入全部的碳酸氢钠0.1g、0.01g水性消泡剂Antifoam B7702，12％的预乳化液，升温至60±5℃，然后滴加双氧水总重量0.15g的3％和酒石酸总重量0.1g的50％，温度自然升至 80～85，保温反应1～1.5小时，制得种子乳液。
(4)在步骤(3)所得的种子乳液中继续滴加预乳化液和双氧水，其中预乳化液的滴加量为步骤(3)加入预乳化液总重量的12％后的剩余重量的2/3，双氧水的滴加量为步骤(3)滴加双氧水总重量的3％后的剩余重量的2/3，然后再次加入余下的酒石酸，再继续滴加余下的预乳化液和双氧水，滴加过程中温度控制在80～85℃，滴加总时间控制在4～6小时内滴加结束；
(5)在步骤(4)中余下的预乳化液和双氧水滴加结束后，温度保持在 82～88℃滴加乙烯基三甲氧基硅烷0.5g，30～40分钟滴加完，然后熟化反应1～ 1.5小时后降温至60～65℃，加入全部的疏水剂3g，搅拌反应0.5～1小时后，降温至45℃，制得憎水型矿物纤维喷涂专用胶。
实施例3
(1)按重量比例称取各组分；
(2)单体的预乳化：将苯乙烯15g、甲基丙烯酸甲酯10g、叔碳酸乙烯酯 13g、丙烯酸丁酯14g、乙烯基三甲氧基硅烷1g、烯丙基酚聚氧乙烯醚硫酸铵反应型乳化剂0.3g、NOVELUTION S90非离子乳化剂0.1g全部加入反应釜中搅拌30～40分钟进行预乳化形成预乳化液备用。
(3)在反应釜中加入全部的去离子水48g，开机搅拌并加入全部的碳酸氢钠0.15g、0.01g水性消泡剂Antifoam B7702，12％的预乳化液，升温至60±5℃，然后滴加双氧水总重量0.2g的3％和酒石酸总重量0.1g的50％，温度自然升至 80～85，保温反应1～1.5小时，制得种子乳液。
(4)在步骤(3)所得的种子乳液中继续滴加预乳化液和双氧水，其中预乳化液的滴加量为步骤(3)加入预乳化液总重量的12％后的剩余重量的2/3，双氧水的滴加量为步骤(3)滴加双氧水总重量的3％后的剩余重量的2/3，然后再次加入余下的酒石酸，再继续滴加余下的预乳化液和双氧水，滴加过程中温度控制在80～85℃，滴加总时间控制在4～6小时内滴加结束；
(5)在步骤(4)中余下的预乳化液和双氧水滴加结束后，温度保持在 82～88℃滴加乙烯基三甲氧基硅烷1g，30～40分钟滴加完，然后熟化反应1～1.5 小时后降温至60～65℃，加入全部的疏水剂1.5g，搅拌反应0.5～1小时后，降温至45℃，制得憎水型矿物纤维喷涂专用胶。
对实施例1-3中制得的憎水型矿物纤维喷涂专用胶的性能进行检测，检测依据GB/T 10295-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》，GB/T 10299-2011《绝热材料憎水性试验方法》。检测结果见表1。
实施例1-3中制得的憎水型矿物纤维喷涂专用胶的憎水率进行检测。
憎水率，％ ≧98.0 99.8 合格
吸水率，kg/m<sup>2</sup> ≦1.0 0.7 合格
浸水粘结强度保留率，％ ≧60 62 合格
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶，其特征在于：其重量百分比组成如下：
2.根据权利要求1所述的一种憎水型矿物纤维喷涂专用胶，其特征在于：所述反应型乳化剂为烯丙基酚聚氧乙烯醚硫酸铵。
3.根据权利要求1所述的一种憎水性矿物纤维喷涂专用胶，其特征在于：所述非离子乳化剂为NOVELUTION S90。
4.根据权利要求1所述的一种憎水性矿物纤维喷涂专用胶，其特征在于：所述交联单体为苯乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种憎水性矿物纤维喷涂专用胶，其特征在于：所述中和剂为碳酸氢钠。
6.根据权利要求1所述的一种憎水性矿物纤维喷涂专用胶，其特征在于：所述消泡剂为水性消泡剂Antifoam B7702。
7.根据权利要求1所述的一种憎水性矿物纤维喷涂专用胶，其特征在于：所述疏水剂为F3100。
8.如权利要求1所述的一种憎水性矿物纤维喷涂专用胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按上述重量比例称取各组分；
(2)单体的预乳化：将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、叔碳酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三甲氧基硅烷、反应型乳化剂、非离子乳化剂全部加入反应釜中搅拌30～40分钟进行预乳化形成预乳化液备用；
(3)在反应釜中加入全部的去离子水，开机搅拌并加入全部的碳酸氢钠、部分水性消泡剂、部分预乳化液，升温至60±5℃，然后滴加部分双氧水和部分酒石酸，温度自然升至80～85，保温反应1～1.5小时，制得种子乳液；
(4)在步骤(3)所得的种子乳液中继续滴加部分预乳化液和部分双氧水，其中预乳化液的滴加量为步骤(3)加入预乳化液总重量的12％后的剩余重量的2/3，双氧水的滴加量为步骤(3)滴加双氧水总重量的3％后的剩余重量的2/3，然后再次加入余下的酒石酸，再继续滴加余下的预乳化液和双氧水，滴加过程中温度控制在80～85℃，滴加总时间控制在4～6小时内滴加结束；
(5)在步骤(4)中余下的预乳化液和双氧水滴加结束后，在一定温度下滴加乙烯基三甲氧基硅烷，熟化反应后降温，加入全部的疏水剂，搅拌反应一段时间后，降温，加入全部的防霉剂，制得憎水型矿物纤维喷涂专用胶。
9.根据权利要求1所述的一种憎水性矿物纤维喷涂专用胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中水性消泡剂的滴加量为总质量的50％，预乳化液的滴加量为预乳化液总质量的12％，滴加双氧水的滴加量为双氧水总质量的3％，酒石酸的滴加量为酒石酸总质量的50％。
10.根据权利要求1所述的一种憎水性矿物纤维喷涂专用胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)具体包括：步骤(4)中余下的预乳化液和双氧水滴加结束后，温度保持在82～88℃滴加乙烯基三甲氧基硅烷30～40分钟滴加完，然后熟化反应1～1.5小时后降温至60～65℃，加入全部的疏水剂，搅拌反应0.5～1小时后，降温至45℃，加入全部的防霉剂，制得憎水型矿物纤维喷涂专用胶。
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