CN110684151A - 一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法 - Google Patents

一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,所述聚合物主要由以下几种材料制备而成:乳化用亲水小单体1.0‑3.5份、乳化用疏水小单体2.0‑4.0份、羟基小单体20‑45份、乳液引发剂0.03‑0.21份、引发剂a 2.3‑4.6份、引发剂b 3.7‑6.2份、烷基小单体400‑450份、交联剂6.4‑8.8份、链转移剂0.06‑0.28份、柔性小单体2.5‑6.3份、氟功能单体10‑22份、中和剂5‑10份、pH调节剂5‑10份、助乳化剂1.5‑4.0份、液膜增强剂0.3‑0.8份,其余为水,总质量份数为1000,固含为50%。本发明以亲水小单体和疏水小单体通过超浓乳液聚合而成,其中疏水小单体含量较多,防水效果显著且有良好的延展性和粘结性。并且加入了交联剂和柔性小单体,大大加强了超浓乳液聚合物的联结性与低温柔性。

Description

一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,涉及到防水材料领域,具体是一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法。
背景技术
防水涂料由于施工简单,涂膜强度高,防水效果好,被广泛运用于建筑防水材料中,羟基烷基超浓乳液聚合物主要以羟基小单体和烷基小单体为主体聚合而成,形成了具有优秀性能的防水涂料,可以运用于广泛的防水市场。
防水市场可分为工装、家装、补漏三部分,工装防水指应用在大型建筑工程上的防水设计及施工,用量较大;家装防水指商品房、私人楼房等家庭装修的小规模防水施工,规模小但数量惊人;补漏是指在防水保修期后或之前,针对没有进行防水作业的建筑物渗漏,采取的一种修复措施。这种防水涂料可以适用于多种不同的市场,在使用上有着广泛性。
专利CN106189635A公开了一种防水涂料,本发明公开了一种防水涂料,由下述重量份的成分构成:聚双丙酮丙烯酰胺35-45、环氧树脂12-20、偶联剂0.3-0.5、流平剂0.5-2、消泡剂0.1-0.5、固化剂2-6。本发明具有以下优点:该涂料成膜后,具有低光柔和的视觉效果,具有良好的密着、冷热硬度、耐腐蚀性、及与含氟聚合物的面漆具有良好的密着性。
专利CN108384350A公开了一种防水专用涂料,本发明提供一种防水专用涂料,由以下按照重量份的原料组成:水泥15-25份、碳酸钙2-4份、钛白粉6-12份、石英砂7-13份、丙烯酸弹性乳液22-32份、纳米氧化硅4-8份、防老剂8-14份、润湿剂1-3份、分散剂2-6份、苯丙乳液16-20份、消泡剂4-10份、聚乙烯醇5-11份、抗氧剂5-9份、重质碳酸钙3-7份、硅烷偶联剂2-4份、聚乙二醇6-10份、水10-18份。本发明粘接性好,致密性好,不易脱落,安全环保,而且防水性、防晒性和防冻性具有优良的弹性,满足了市场的各种需求。
专利CN104356614A公开了一种基于乳液聚合法的PET聚酯的制备方法,本发明涉及一种基于乳液聚合法的PET聚酯的制备方法,属于高分子材料技术领域。步骤:在反应器中加入水、乳化剂,搅拌均匀,再加入丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯,搅拌均匀后,再加入引发剂,加热进行聚合反应,再加入三氧化铁、玻璃纤维、氧化硅粉体搅拌均匀,抽滤后得到聚合物,再用乙醇洗涤滤饼,将滤饼烘干后,得到预聚体;将预聚体、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丁二醇双丙烯酸酯、成核剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、润滑剂,混合均匀,得到混合物;将混合物送入双螺杆挤出机中挤出造粒,即可。
但是现有技术中产品都只是在某一方面进行改善,综合性能难以达到耐沾污性、耐热性、抗拉强度和耐水性同时较优,因此需要在现有技术基础上进一步研发性能更优异的防水涂料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法。
本发明通过超浓乳液法制备了一种含有羟基烷基的高分子材料。该聚合物利用亲水和疏水小单体通过超浓乳液聚合而成,其所用的配料为羟基类亲水小单体和烷基类疏水小单体,并添加引发剂和交联剂,引发剂为两种小单体提供反应的条件,交联剂为成品提供粘结性,利用超浓乳液的性质,让疏水小单体充分包裹亲水小单体,进行效率很高的聚合反应,使得所制聚合物达到所需的分子量要求,并能良好地控制反应程度以调整分子量大小。这种防水涂料有着传统防水涂料的优点,并且其延展性、抗拉伸性、防水性都好于传统防水涂料,使用寿命长。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤(1)将4.0-6.0份水、1.0-3.5份乳化用亲水小单体、2.0-4.0份乳化用疏水小单体、0.03-0.21份乳液引发剂和0.06-0.28份链转移剂直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中,搅拌均匀后,控制温度在70-90℃下反应1-2个小时,再保温1-2小时,冷却后得到超浓乳化剂;所述的乳化用亲水小单体为丙烯醇、甲基丙烯醇和异戊烯醇中的任意一种或几种组合;
步骤(2)将20-45份羟基类亲水小单体、400-450份烷基类疏水小单体、6.4-8.8份交联剂、10-22份氟功能单体和2.5-6.3份柔性小单体加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加入5-10份pH调节剂调节pH至9-9.5,搅拌均匀,制得反应单体混合溶液;所述的羟基类亲水小单体为丙烯醇、甲基丙烯醇、异戊烯醇和4-(乙烯氧基)-1-丁醇中的任意一种或几种组合;所述的交联剂为均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯和/或二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯;
步骤(3)将5-16份去离子水、7.09-13.99份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、1.5-4.0份助乳化剂和0.3-0.8份液膜增强剂加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,搅拌1-3小时,制得复合乳化剂水溶液;
步骤(4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中,滴加1.5-2小时,滴加完成后继续搅拌10-20分钟,制得超浓乳液;
步骤(5)室温下,将超浓乳液转入离心试管中,以900-1200转/分钟的速度,离心2-4分钟;
步骤(6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于65-80℃水浴中恒温6-8小时,先滴加A液5-7小时,再滴加B液1-2小时,其中,A液由50份水和2.3-4.6份引发剂a组成,B液由50份水和3.7-6.2份引发剂b组成,并且引发剂b的引发速率高于引发剂a;所述的引发剂a为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸和偶氮二异丁酸二甲酯中的任意一种或几种组合;所述的引发剂b为偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮二氰基戊酸中的任意一种或几种组合;
步骤(7)反应完后保温、熟化1-2小时,冷却后加入5-10份中和剂,补水至总溶液质量为1000份,即制备得低温柔性型超浓乳液聚合物。
优选地,步骤(1)中,所述的乳化用疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚中的任意一种或几种组合。
优选地,步骤(2)中,所述烷基类疏水单体为N-十八烷基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚中的任意一种或几种组合。
优选地,步骤(3)中,所述的助乳化剂为十六烷、十六醇、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸月桂酯中的任意一种或几种组合。
优选地,步骤(1)中,所述的乳液引发剂为过氧化十二酰、过氧化叔戊酸叔丁酯和过氧化二碳酸二环己酯中的任意一种或几种组合。
优选地,步骤(3)中,所述的液膜增强剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和羟丙基纤维素中的任意一种或几种组合。
优选地,步骤(2)中,所述的氟功能单体为丙烯酸三氟乙酯和/或全氟辛基乙基丙烯酸酯。
优选地,步骤(2)中,所述的柔性小单体为1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、4,4一二胺基二苯醚、环丁烷四羧酸二酐、二胺基十二烷基苯和二胺基十八烷基苯中的任意一种或几种组合。
优选地,步骤(1)中,所述的链转移剂为甲基丙烯磺酸钠。
优选地,步骤(7)中,所述的中和剂为30%溶度的氢氧化钠溶液、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钾中的任意一种或几种组合。
优选地,步骤(2)中,所述的pH调节剂为甲醇钠、乙醇钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和三异丙醇胺中的任意一种或几种组合。
一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,采用上述任意一种方法制备,聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物的制备方法主要由以下几种组分制备而成:
乳化用亲水小单体1.0-3.5份;
乳化用疏水小单体2.0-4.0份;
羟基类亲水小单体20-45份;
烷基类疏水小单体400-450份;
乳液引发剂0.03-0.21份;
引发剂a 2.3-4.6份;
引发剂b 3.7-6.2份;
交联剂6.4-8.8份;
链转移剂0.06-0.28份;
柔性小单体2.5-6.3份;
氟功能单体10-22份;
超浓乳化剂7.09-13.99份;
助乳化剂1.5-4.0份;
液膜增强剂0.3-0.8份;
pH调节剂5-10份;
中和剂5-10份;
其余为水。
总质量为1000,固含为50%。
本发明的有益效果
本发明的防水材料采用羟基和烷基小单体配合超浓乳液聚合法,利用超浓乳液聚合法合成一种羟基烷基超浓乳液聚合物,本发明利用超浓乳化剂、助乳化剂和液膜增强剂配制出胶冻状的超浓乳液,将羟基小单体和烷基小单体充分接触进行聚合反应制得超浓乳液聚合物。其中超浓乳化剂由疏水小单体和亲水小单体复配水和引发剂制备而成,没有采用传统的乳化剂。并且可以通过改变超浓乳化剂或液膜增强剂的量来控制分子量大小,制备出效果不同的超浓乳液聚合物。除此以外,本发明还具有以下优点:
1.本发明制备了一种含有羟基烷基的高分子材料,本发明采用羟基亲水小单体与烷基疏水小单体复配柔性小单体和交联剂,柔性小单体的加入增加了聚合物的可塑性,在低温条件下此聚合物的柔性较好,易于涂抹,有着优良的低温柔性。交联剂的加入增强了反应单体之间的联结力,反应更充分,反应效果也越好。
2.本发明使用超浓乳液聚合法,在使用超浓乳液聚合法时没有使用传统的乳化剂,而是使用亲水小单体与疏水小单体复配水和超浓引发剂制成超浓乳化剂,再制得复合乳化剂水溶液,这样制成的超浓乳液同时也是一种无皂乳液,使得反应的效率更高。
3.本发明在进行聚合反应的过程中使用了2种引发剂,在聚合反应发生的前段,聚合反应的前段时间里反应单体较多,反应速率较快,引发剂容易与反应单体接触从而引发聚合反应,因此可以使用活性稍弱的引发剂,节约了成本;在聚合反应的后段,大部分单体已经形成聚合物,引发剂与反应单体接触的机会减少,因此反应后段使用活性较强的引发剂,促进反应的进行,并使反应更加充分。
4.本发明采用的亲水小单体为羟基小单体,羟基络合钙离子的能力很强,能很好地吸附在墙体表面,有着非常优秀的吸附性。
5.本发明采用了氟功能单体,增强了乳液的消泡能力,使反应不受气泡干扰,增加了反应的速率,并且形成的聚合物涂膜更光滑、涂膜防水效果更优异。
6.本发明超浓乳液聚合物适合于水泥混合使用,大量羟基的存在能稳定的络合钙离子,有效抑制钙离子的水解,提高水泥强度增强防水效果,且羟基分子内氢键可以加强聚合物的内结合力,强亲水作用加强与基质间的附着力,非常适合水泥用防水涂料。
具体实施方式
下面通过实例对本发明进行进一步的阐述,下述说明仅为了解释本发明,并不对内容进行限定,本发明实施例中,步骤(1)中乳化用亲水小单体和步骤(2)中羟基类亲水小单体的选取原则是乳化用亲水小单体活性小于步骤(2)中羟基类亲水小单体的活性。
实例1
一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,主要由以下组分制备而成:
丙烯醇1.2份;
N-十二烷基丙烯酰胺2.5份;
甲基丙烯醇20份;
质量比为2:1的N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物420份;
过氧化十二酰0.06份;
偶氮二异丁酸3.4份;
偶氮二氰基戊酸6.1份;
均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯6.7份;
甲基丙烯磺酸钠0.11份;
质量比为1:1的1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷和二胺基十八烷基苯的组合物2.7份;
全氟辛基乙基丙烯酸酯22份;
超浓乳化剂7.87份;
甲基丙烯酸十八酯1.5份;
聚乙烯醇0.3份;
乙醇胺7.2份;
氢氧化钾5.6份;
其余为水。
总质量为1000,固含为50%。
聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备具体步骤如下:
1)将4.0份水、1.2份丙烯醇、2.5份N-十二烷基丙烯酰胺、0.06份过氧化十二酰和0.11份甲基丙烯磺酸钠直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中,搅拌均匀后,控制温度在70℃下反应1个小时,再保温1小时,冷却后得到超浓乳化剂。
2)将20份甲基丙烯醇、420份质量比为2:1的N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物、6.7份均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯、22份全氟辛基乙基丙烯酸酯和2.7份质量比为1:1的1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷和二胺基十八烷基苯的组合物加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加入7.2份乙醇胺调节pH至9-9.5,搅拌均匀,制得反应单体混合溶液;
3)将12份去离子水、7.87份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、1.5份甲基丙烯酸十八酯和0.3份聚乙烯醇加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,搅拌1小时,制得复合乳化剂水溶液;
4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中,滴加2小时,滴加完成后继续搅拌12分钟,制得超浓乳液;
5)室温下,将超浓乳液转入离心试管中,以1000转/分钟的速度,离心2分钟;
6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于65℃水浴中恒温6小时,先滴加A液5小时,再滴加B液1小时,其中,A液由50份水和3.4份偶氮二异丁酸组成,B液由50份水和6.1份偶氮二氰基戊酸组成;
7)反应完后保温、熟化1小时,冷却后加入5.6份氢氧化钾,补水至总溶液质量为1000份,即制备得质量分数为50%的聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物。
实例2
一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,主要由以下组分制备而成:
异戊烯醇3.2份;
N-十八烷基丙烯酰胺3.7份;
丙烯醇40份;
十八烷基乙烯基醚400份;
过氧化叔戊酸叔丁酯0.20份;
质量比为3:2的偶氮二异丁腈和偶氮二异丁酸二甲酯的组合物4.1份;
偶氮二异庚腈3.7份;
二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯7.1份;
甲基丙烯磺酸钠0.15份;
4,4一二胺基二苯醚3.1份;
丙烯酸三氟乙酯20份;
超浓乳化剂11.75份;
甲基丙烯酸月桂酯2份;
羟丙基纤维素0.4份;
甲醇钠6.4份;
碳酸氢钠5.9份;
其余为水。
总质量为1000,固含为50%。
聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备具体步骤如下:
1)将4.5份水、3.2份异戊烯醇、3.7份N-十八烷基丙烯酰胺、0.20份过氧化叔戊酸叔丁酯和0.15份甲基丙烯磺酸钠直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中,搅拌均匀后,控制温度在90℃下反应2个小时,再保温1.5小时,冷却后得到超浓乳化剂。
2)将40份丙烯醇、400份十八烷基乙烯基醚、7.1份二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯、20份丙烯酸三氟乙酯和3.1份4,4一二胺基二苯醚加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加入6.4份甲醇钠调节pH至9-9.5,搅拌均匀,制得反应单体混合溶液;
3)将7份去离子水、11.75份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、2份甲基丙烯酸月桂酯和0.4份羟丙基纤维素加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,搅拌2小时,制得复合乳化剂水溶液;
4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中,滴加1.5小时,滴加完成后继续搅拌16分钟,制得超浓乳液;
5)室温下,将超浓乳液转入离心试管中,以900转/分钟的速度,离心2分钟;
6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于77℃水浴中恒温8小时,先滴加A液6小时,再滴加B液2小时,其中,A液由50份水和4.1份质量比为3:2的偶氮二异丁腈和偶氮二异丁酸二甲酯的组合物组成,B液由50份水和3.7份偶氮二异庚腈组成;
7)反应完后保温、熟化2小时,冷却后加入5.9份碳酸氢钠,补水至总溶液质量为1000份,即制备得质量分数为50%的聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物。
实例3
一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,主要由以下组分制备而成:
质量比为1:1的丙烯醇和异戊烯醇的组合物2.7份;
质量比为1:1的N-十八烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物3.1份;
质量比为1:2的甲基丙烯醇和异戊烯醇的组合物25份;
质量比为2:1的N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物410份;
质量比为1:2的过氧化二碳酸二环己酯和过氧化叔戊酸叔丁酯的组合物0.12份;
质量比为3:2的偶氮二异丁腈和偶氮二异丁酸二甲酯的组合物2.8份;
质量比为2:3的偶氮二氰基戊酸和偶氮二异庚腈的组合物5.2份;
质量比为1:1的均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯和二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯的组合物7.4份;
甲基丙烯磺酸钠0.14份;
质量比为1:2的环丁烷四羧酸二酐和二胺基十八烷基苯的组合物3.5份;
质量比为1:1的丙烯酸三氟乙酯和全氟辛基乙基丙烯酸酯的组合物17份;
超浓乳化剂11.06份;
质量比为1:1的甲基丙烯酸十八酯和十六醇的组合物4.0份;
质量比为1:1的聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的组合物0.8份;
质量比为1:1的乙醇钠和三异丙醇胺的组合物9.6份;
质量比为1:1的30%溶度的氢氧化钠溶液和碳酸氢钠的组合物8.3份;
其余为水。
总质量为1000,固含为50%。
聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备具体步骤如下:
1)将5.0份水、2.7份质量比为1:1的丙烯醇和异戊烯醇的组合物、3.1份质量比为1:1的N-十八烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物、0.12份质量比为1:2的过氧化二碳酸二环己酯和过氧化叔戊酸叔丁酯的组合物和0.14份甲基丙烯磺酸钠直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中,搅拌均匀后,控制温度在80℃下反应2个小时,再保温1小时,冷却后得到超浓乳化剂。
2)将25份质量比为1:2的甲基丙烯醇和异戊烯醇的组合物、410份质量比为2:1的N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物、7.4份质量比为1:1的均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯和二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯的组合物、17份质量比为1:1的丙烯酸三氟乙酯和全氟辛基乙基丙烯酸酯的组合物和3.5份质量比为1:2的环丁烷四羧酸二酐和二胺基十八烷基苯的组合物加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加入9.6份质量比为1:1的乙醇钠和三异丙醇胺的组合物调节pH至9-9.5,搅拌均匀,制得反应单体混合溶液;
3)将13份去离子水、11.06份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、4.0份质量比为1:1的十八酯和十六醇的组合物和0.8份质量比为1:1的聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的组合物加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,搅拌2小时,制得复合乳化剂水溶液;
4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中,滴加2小时,滴加完成后继续搅拌15分钟,制得超浓乳液;
5)室温下,将超浓乳液转入离心试管中,以1050转/分钟的速度,离心3分钟;
6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于69℃水浴中恒温7小时,先滴加A液6小时,再滴加B液1小时,其中,A液由50份水和2.8份质量比为3:2的偶氮二异丁腈和偶氮二异丁酸二甲酯的组合物组成,B液由50份水和5.2份质量比为2:3的偶氮二氰基戊酸和偶氮二异庚腈的组合物组成;
7)反应完后保温、熟化1小时,冷却后加入8.3份质量比为1:1的30%溶度的氢氧化钠溶液和碳酸氢钠的组合物,补水至总溶液质量为1000份,即制备得质量分数为50%的聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物。
实例4
一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,主要由以下组分制备而成:
甲基丙烯醇3.0份;
质量比为1:1的N-十八烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物2.7份;
4-(乙烯氧基)-1-丁醇30份;
N-十二烷基丙烯酰胺415份;
过氧化十二酰0.15份;
偶氮二异丁酸二甲酯3.2份;
偶氮二异戊腈5.9份;
均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯6.5份;
甲基丙烯磺酸钠0.12份;
二胺基十二烷基苯5.1份;
全氟辛基乙基丙烯酸酯12份;
超浓乳化剂11.97份;
丙烯酸十八酯3.0份;
质量比为1:2的聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的组合物0.6份;
三异丙醇胺6.2份;
碳酸钠7.6份;
其余为水。
总质量为1000,固含为50%。
聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备具体步骤如下:
1)将6.0份水、3.0份甲基丙烯醇、2.7份质量比为1:1的N-十八烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物、0.15份过氧化十二酰和0.12份甲基丙烯磺酸钠直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中,搅拌均匀后,控制温度在85℃下反应1.5个小时,再保温1小时,冷却后得到超浓乳化剂。
2)将30份4-(乙烯氧基)-1-丁醇、415份N-十二烷基丙烯酰胺、6.5份均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯、12份全氟辛基乙基丙烯酸酯和5.1份二胺基十二烷基苯加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加入6.2份三异丙醇胺调节pH至9-9.5,搅拌均匀,制得反应单体混合溶液;
3)将5份去离子水、11.97份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、3.0份丙烯酸十八酯和0.6份质量比为1:2的聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇的组合物加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,搅拌1小时,制得复合乳化剂水溶液;
4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中,滴加2小时,滴加完成后继续搅拌20分钟,制得超浓乳液;
5)室温下,将超浓乳液转入离心试管中,以1200转/分钟的速度,离心2分钟;
6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于80℃水浴中恒温8小时,先滴加A液7小时,再滴加B液1小时,其中,A液由50份水和3.2份偶氮二异丁酸二甲酯组成,B液由50份水和5.9份偶氮二异戊腈组成;
7)反应完后保温、熟化1.5小时,冷却后加入7.6份碳酸钠,补水至总溶液质量为1000份,即制备得质量分数为50%的聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物。
实例5
一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,主要由以下组分制备而成:
质量比为1:1的丙烯醇和甲基丙烯醇的组合物1.6份;
十八烷基乙烯基醚2.0份;
质量比为1:2的4-(乙烯氧基)-1-丁醇和异戊烯醇的组合物22份;
N-十八烷基丙烯酰胺430份;
过氧化叔戊酸叔丁酯0.04份;
偶氮二异丁酸二甲酯3.2份;
偶氮二异庚腈5.7份;
质量比为1:1的均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯和二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯的组合物8.1份;
甲基丙烯磺酸钠0.21份;
环丁烷四羧酸二酐2.5份;
质量比为3:2的丙烯酸三氟乙酯和全氟辛基乙基丙烯酸酯的组合物11份;
超浓乳化剂9.35份;
十六烷2.5份;
聚乙烯醇0.5份;
二乙醇胺6.0份;
30%溶度的氢氧化钠溶液5.2份;
其余为水。
总质量为1000,固含为50%。
聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备具体步骤如下:
1)将5.5份水、1.6份质量比为1:1的丙烯醇和甲基丙烯醇的组合物、2.0份十八烷基乙烯基醚、0.04份过氧化叔戊酸叔丁酯和0.21份甲基丙烯磺酸钠直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中,搅拌均匀后,控制温度在73℃下反应1-2个小时,再保温1-2小时,冷却后得到超浓乳化剂。
2)将22份质量比为1:2的4-(乙烯氧基)-1-丁醇和异戊烯醇的组合物、430份N-十八烷基丙烯酰胺、8.1份质量比为1:1的均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯和二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯的组合物、11份质量比为3:2的丙烯酸三氟乙酯和全氟辛基乙基丙烯酸酯的组合物和2.5份环丁烷四羧酸二酐加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加入6.0份二乙醇胺调节pH至9-9.5,搅拌均匀,制得反应单体混合溶液;
3)将9份去离子水、9.35份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、2.5份十六烷和0.5份聚乙烯醇加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,搅拌2.5小时,制得复合乳化剂水溶液;
4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中,滴加2小时,滴加完成后继续搅拌19分钟,制得超浓乳液;
5)室温下,将超浓乳液转入离心试管中,以1150转/分钟的速度,离心4分钟;
6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于72℃水浴中恒温6小时,先滴加A液5小时,再滴加B液1小时,其中,A液由50份水和3.2份偶氮二异丁酸二甲酯组成,B液由50份水和5.7份偶氮二异庚腈组成;
7)反应完后保温、熟化1小时,冷却后加入5.2份30%溶度的氢氧化钠溶液,补水至总溶液质量为1000份,即制备得质量分数为50%的聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物。
实例6
一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,主要由以下组分制备而成:
甲基丙烯醇3.5份;
N-十八烷基丙烯酰胺4.0份;
异戊烯醇35份;
N-十二烷基丙烯酰胺405份;
过氧化叔戊酸叔丁酯0.21份;
偶氮二异丁腈2.5份;
偶氮二异庚腈4.8份;
二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯6.9份;
甲基丙烯磺酸钠0.28份;
二胺基十八烷基苯4.3份;
丙烯酸三氟乙酯15份;
超浓乳化剂13.19份;
甲基丙烯酸十八酯3.5份;
聚乙烯吡咯烷酮0.7份;
甲醇钠5.5份;
质量比为1:1的30%溶度的氢氧化钠溶液和碳酸氢钠的组合物9.2份;
其余为水。
总质量为1000,固含为50%。
聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备具体步骤如下:
1)将5.2份水、3.5份甲基丙烯醇、4.0份N-十八烷基丙烯酰胺、0.21份过氧化叔戊酸叔丁酯和0.28份甲基丙烯磺酸钠直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中,搅拌均匀后,控制温度在81℃下反应1.5个小时,再保温1.5小时,冷却后得到超浓乳化剂。
2)将35份异戊烯醇、405份N-十二烷基丙烯酰胺、6.9份二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯、15份丙烯酸三氟乙酯和4.3份二胺基十八烷基苯加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加入5.5份甲醇钠调节pH至9-9.5,搅拌均匀,制得反应单体混合溶液;
3)将16份去离子水、13.19份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、3.5份甲基丙烯酸十八酯和0.7份聚乙烯吡咯烷酮加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,搅拌3小时,制得复合乳化剂水溶液;
4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中,滴加1.5小时,滴加完成后继续搅拌20分钟,制得超浓乳液;
5)室温下,将超浓乳液转入离心试管中,以1000转/分钟的速度,离心2分钟;
6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于79℃水浴中恒温6小时,先滴加A液5小时,再滴加B液1小时,其中,A液由50份水和2.5份偶氮二异丁腈组成,B液由50份水和4.8份偶氮二异庚腈组成;
7)反应完后保温、熟化2小时,冷却后加入9.2份质量比为1:1的30%溶度的氢氧化钠溶液和碳酸氢钠的组合物,补水至总溶液质量为1000份,即制备得质量分数为50%的聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物。
将产品经过检测得到下表。
Figure BDA0002206975290000131
Figure BDA0002206975290000141
由上表可知,本发明的羟基烷基超浓乳液超浓乳液聚合物拥有市场所需的优秀性能,并且其性能优于传统聚合物。结合实例3可以明显看出本发明的优异性能,不仅性质稳定,使用寿命长,而且延展性好,拉伸强度大耐磨抗冲击,不回粘,表干时间快,二次施工时间短。并因为其与水泥络合能力极强,非常使用于水泥中,同时制备方法简便,生产过程及设备要求低,适合大量生产和大面积施工。

Claims (10)

1.一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤(1)将4.0-6.0份水、1.0-3.5份乳化用亲水小单体、2.0-4.0份乳化用疏水小单体、0.03-0.21份乳液引发剂和0.06-0.28份链转移剂直接加入到带有搅拌装置的三口烧瓶中,搅拌均匀后,控制温度在70-90℃下反应1-2个小时,再保温1-2小时,冷却后得到超浓乳化剂;所述的乳化用亲水小单体为丙烯醇、甲基丙烯醇和异戊烯醇中的任意一种或几种组合;
步骤(2)将20-45份羟基类亲水小单体、400-450份烷基类疏水小单体、6.4-8.8份交联剂、10-22份氟功能单体和2.5-6.3份柔性小单体加入装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,加入5-10份pH调节剂调节pH至9-9.5,搅拌均匀,制得反应单体混合溶液;所述的羟基类亲水小单体为丙烯醇、甲基丙烯醇、异戊烯醇和4-(乙烯氧基)-1-丁醇中的任意一种或几种组合;所述的交联剂为均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯和/或二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯;
步骤(3)将5-16份去离子水、7.09-13.99份步骤(1)中制得的超浓乳化剂、1.5-4.0份助乳化剂和0.3-0.8份液膜增强剂加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中,搅拌1-3小时,制得复合乳化剂水溶液;
步骤(4)将反应单体混合溶液通过滴加泵滴加到搅拌条件下的复合乳化剂水溶液中,滴加1.5-2小时,滴加完成后继续搅拌10-20分钟,制得超浓乳液;
步骤(5)室温下,将超浓乳液转入离心试管中,以900-1200转/分钟的速度,离心2-4分钟;
步骤(6)将离心后含超浓乳液的离心试管置于65-80℃水浴中恒温6-8小时,先滴加A液5-7小时,再滴加B液1-2小时,其中,A液由50份水和2.3-4.6份引发剂a组成,B液由50份水和3.7-6.2份引发剂b组成,并且引发剂b的引发速率高于引发剂a;所述的引发剂a为偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸和偶氮二异丁酸二甲酯中的任意一种或几种组合;所述的引发剂b为偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮二氰基戊酸中的任意一种或几种组合;
步骤(7)反应完后保温、熟化1-2小时,冷却后加入5-10份中和剂,补水至总溶液质量为1000份,即制备得低温柔性型超浓乳液聚合物。
2.如权利要求1所述聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述的乳化用疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚中的任意一种或几种组合。
3.如权利要求1所述聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述烷基类疏水单体为N-十八烷基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚中的任意一种或几种组合。
4.如权利要求1所述聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述的助乳化剂为十六烷、十六醇、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸月桂酯中的任意一种或几种组合。
5.如权利要求1所述聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述的乳液引发剂为过氧化十二酰、过氧化叔戊酸叔丁酯和过氧化二碳酸二环己酯中的任意一种或几种组合。
6.如权利要求1所述聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述的液膜增强剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和羟丙基纤维素中的任意一种或几种组合。
7.如权利要求1所述聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述的氟功能单体为丙烯酸三氟乙酯和/或全氟辛基乙基丙烯酸酯。
8.如权利要求1所述聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述的柔性小单体为1,2-双(4-氨基苯氧基)乙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)丙烷、4,4一二胺基二苯醚、环丁烷四羧酸二酐、二胺基十二烷基苯和二胺基十八烷基苯中的任意一种或几种组合。
9.如权利要求1所述聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述的链转移剂为甲基丙烯磺酸钠。
10.一种聚合物水泥用的低温柔性型超浓乳液聚合物制备方法,其特征在于:采用权利要求1-9任意一种方法制备。
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