CN111234640B - 一种喷涂速凝用苯丙乳液、制备方法以及在防水涂料中的应用 - Google Patents
一种喷涂速凝用苯丙乳液、制备方法以及在防水涂料中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种喷涂速凝用苯丙乳液、制备方法以及在防水涂料中的应用，该苯丙乳液包括乳化釜用料、反应釜用料、引发剂、PH调节剂、抗氧剂等组份。乳化釜中包含：去离子水、乳化剂、功能单体、酰胺基交联单体、苯乙烯、（甲基）丙烯酸酯、羧基交联单体；反应釜中包含去离子水、缓冲剂、保护胶、乳化剂；引发剂是由去离子水、氧化剂、还原剂组成。本发明的苯丙乳液，满足于延伸率（大于600%）和低温柔性（‑20℃）的前提下，大大提高了涂层的防水效果和抗老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种苯丙乳液，具体涉及一种喷涂速凝用苯丙乳液、制备方法以及在防水涂料中的应用，属于涂料技术领域。
背景技术
喷涂速凝橡胶于1993年由美国镭纳公司发明，随后在全世界范围内得到了推广。随着国际市场对防水材料的环保性、施工便利性及防水的有效性等要求越来越高，该产品符合防水市场未来的主流趋势，目前在北美、欧洲、俄罗斯和中东地区正得到大规模的推广和应用。
我国2007年从加拿大引进了喷涂速凝橡胶生产技术；经过10来年的发展，目前众多防水厂商纷纷开始进入该领域。现在已有沈阳国建精材、北京东方雨虹、山东北方创信、广东科顺、唐山德生等众多公司，实现规模生产和销售。
以往，仅仅通过乳化剂对纯沥青的乳化得到乳化沥青，没有添加任何高分子改性材料，干燥后的固体物基本保持原有沥青的特性：高温流淌，低温易脆。近几年，人们在乳化沥青时先在沥青中加入SBS、氯丁胶乳、丁腈胶乳、丁苯胶乳等橡胶材料，得到改性乳化沥青防水涂料，性能有所提高，如延伸率增大(大于600％)、低温柔性好(-20℃)等，但是防水效果不是十分理想，主要表现为涂膜黏性大、黏脚、施工不便；抗渗压小，太阳照射容易起鼓；涂膜厚度不易达到。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种喷涂速凝用苯丙乳液、制备方法以及在防水涂料中的应用。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种喷涂速凝用苯丙乳液，是利用苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体聚合反应得到；其中，所述功能单体选自甲基丙烯酸脲、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、β-羧乙基丙烯酸酯、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、磷酸酯功能性单体、有机硅功能性单体中的任一种或几种。
优选的，以重量份计，是利用以下原料制成的：酰胺基交联单体0～5份，苯乙烯112.1～151份，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯336.6～371.9份，羧基交联单体4～8.9份，功能单体2.5～10份，乳化剂14.17～18.5份，保护胶体0.5份，缓冲剂0～5份，氧化剂3.7份，还原剂3.7份，pH调节剂3～5份，抗氧剂0～2份，去离子水补充至1000份。
进一步优选的，所述酰胺基交联单体选自丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺或亚甲基双丙烯酰胺中的任一种或几种。
进一步优选的，所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯选自丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任一种或几种。
进一步优选的，所述羧基交联单体选自衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸酐中的任一种或几种。
进一步优选的，所述乳化剂为磺基琥珀酸烷基醇醚酯钠盐、磺基琥珀酸烷基酚醚酯钠盐、磺基琥珀酸二丁基酯钠盐、磺基琥珀酸二己酯钠盐、磺基琥珀酸二异辛酯钠盐或含磺酸羧酸基的表面活性剂。
进一步优选的，所述保护胶体为聚乙烯醇0588、聚乙烯醇0388或羟乙基纤维素HBR250。
进一步优选的，所述缓冲剂为碳酸钠或碳酸氢钠。
进一步优选的，所述氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。
进一步优选的，所述还原剂为亚硫酸氢钠或FF6(即Bruggolite FF6 M)。
进一步优选的，所述pH调节剂为质量浓度23～28％浓氨水或氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步优选的，所述抗氧剂选自水性抗氧剂1003、水性抗氧剂1005或抗氧剂L01中的任一种或几种。
上述一种喷涂速凝用丙烯酸乳液的制备方法，具体步骤如下：
(1)先向乳化釜中加入1/4～1/3配方量的去离子水、1/4～1/3配方量的乳化剂以及配方量的酰胺基交联单体、苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体，分散均匀，得到预乳液；
(2)然后将1/10～1/12配方量的去离子水和配方量的氧化剂、还原剂配制成引发剂溶液，接着向反应釜中加入剩余配方量的去离子水和乳化剂、配方量的缓冲剂和保护胶体、2～5％重量的预乳液、20～40％重量的引发剂溶液，升温至78～82℃，保温反应15～30分钟；
(3)再缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，滴加温度控制为85～90℃，滴加时间控制为4～5小时，引发剂溶液比预乳液延后15～30分钟滴完，滴加完毕后保温反应2小时，降温至45℃以下；
(4)最后加入pH调节剂、抗氧剂，继续搅拌40分钟，150目纱布过滤即得所述的一种喷涂速凝用苯丙乳液。
优选的，步骤(1)中，乳化釜中投料完毕后，12000～15000转/分钟高速剪切30～40分钟，以分散均匀。
优选的，步骤(1)中，所述苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体在投料前先混合进行改性处理，具体方法如下：先将苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体混合后，500～1000转/分钟剪切处理5～6分钟，然后加入有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，超声波振荡处理30～40分钟即可；其中，所述有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，其用量为苯乙烯重量的0.02～0.04倍，是利用乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅包覆纳米硅酸铝进行有机改性而得。
进一步优选的，有机改性的具体方法是：将二氧化硅包覆纳米硅酸铝加入体积比1：9的乙烯基三甲氧基硅烷和甲苯的混合溶液中浸泡12小时，抽滤即得；二氧化硅包覆纳米硅酸铝与乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比为1：1.2～1.5。
进一步优选的，所述二氧化硅包覆纳米硅酸铝，其制备方法如下：先将纳米硅酸铝分散于水中制成浆液，利用质量浓度20～30％氢氧化钠溶液调节pH＝10，加热至70～80℃，缓慢滴加质量浓度30～40％的硅酸钠溶液，接着用质量浓度15～20％稀硫酸调节pH＝9，硅酸钠水解得到二氧化硅晶粒沉积形成包覆层，得到二氧化硅包覆纳米粉；纳米硅酸铝与水、硅酸钠溶液的质量体积比为1g：6～8mL：11～14mL。
上述一种喷涂速凝用苯丙乳液在防水涂料中的应用。
利用上述苯丙乳液制备得到的一种喷涂速凝防水涂料。
上述一种喷涂速凝防水涂料的制备方法，是将阴离子乳化沥青与上述苯丙乳液、固化剂按照质量比1：5～6：0.1～0.2混合后瞬间破乳，即得所述的一种喷涂速凝防水涂料。
优选的，所述阴离子乳化沥青的固含量为55～75％，pH值为8～10。
优选的，所述固化剂选自多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇或多元酚中的任一种。
优选的，利用脉冲电场实现瞬间破乳，脉冲电场的工艺条件为：脉冲宽度0.2ms，频率50Hz。
本发明的有益效果：
本发明公开了一种喷涂速凝用丙烯酸乳液及其制备方法，它包括乳化釜用料、反应釜用料、引发剂、PH调节剂、抗氧剂等组份。乳化釜中包含：去离子水、乳化剂、功能单体、酰胺基交联单体、苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯、羧基交联单体；反应釜中包含去离子水、缓冲剂、保护胶、乳化剂；引发剂是由去离子水、氧化剂、还原剂组成。
申请人致力于研究用于喷涂速凝的苯丙乳液，满足于延伸率(大于600％)和低温柔性(-20℃)的前提下，大大提高了涂层的防水效果和抗老化性能。至今为止，申请人研制的喷涂速凝苯丙乳液在多家防水公司中广泛应用，其以优异的低温性能、延伸性能、防水性能在行业中得到广泛好评。
本发明所制得的乳液和乳化沥青相容性优越，粒径细、破乳快、机械稳定性好。具有优异的低温柔韧性、附着力高、耐候性好，保持长久有效的弹性和防水效果。对基材具有极强的粘结力。
本发明所制得乳液克服了丙烯酸乳液热黏冷脆的传统特点，保持良好延伸率和低温柔性的前提下，夏天不黏，冬天不脆。
申请人还利用上述苯丙乳液制备了相应的防水涂料，是采用阴离子乳化沥青和合成高分子聚合物、特种固化剂混合后瞬间破乳生成的一种高弹性防水、防腐涂料。
在丙烯酸乳液的制备过程中，先在聚合釜中将部分去离子水、部分乳化剂与酰胺基交联单体、苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体混合制成预乳液；然后向乳化釜中加入部分去离子水和配方量的氧化剂、还原剂配制成引发剂溶液，接着向反应釜中加入剩余的去离子水和乳化剂、配方量的缓冲剂和保护胶体、部分预乳液、部分引发剂溶液，加热保温反应；在缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，并且，引发剂溶液比预乳液延后滴完，滴加完毕后保温反应；最后加入pH调节剂、抗氧剂，搅拌过滤得到最终的丙烯酸乳液。预乳液和引发剂溶液的滴加时间非常关键，滴加时间过短，迅速反应会放出大量热，局部温度过高，导致体系温度难以控制，部分单体直接逸出，损失部分单体；滴加时间过长，在滴加的微观范围内部分反应充分，但是容易交联成网状，影响产品性能。引发剂溶液延后滴加完毕，可控制反应速度，有利于长链条的形成，改善产品性能。
在制备丙烯酸乳液的过程中，苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体在投料前先混合进行改性处理，先将苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体混合后，然后加入有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，混匀即得；其中，有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，是利用乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅包覆纳米硅酸铝进行有机改性而得。二氧化硅包覆纳米硅酸铝具有纳米级粒径，有助于改善产品的固含量等各项性能，利用乙烯基三甲氧基硅烷有机改性本身就可增大与其他原料的相容性，并引入双键，在后续聚合过程中也发生聚合，从根本上解决相容性问题，纳米硅酸铝与表面包覆的二氧化硅之间，共有的硅原子起到类似桥梁关系，具有天然的结合力，保证其稳定性，从而保证产品性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
一种喷涂速凝用苯丙乳液乳液，以重量份计，是利用以下原料制成的：酰胺基交联单体0份，苯乙烯151份，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯336.6份，羧基交联单体8.9份，功能单体2.5份，乳化剂18.5份，保护胶体0.5份，缓冲剂0份，氧化剂3.7份，还原剂3.7份，pH调节剂5份，抗氧剂0份，去离子水补充至1000份。
功能单体为甲基丙烯酸脲。酰胺基交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为丙烯酸异辛酯。羧基交联单体为马来酸酐。乳化剂为含磺酸羧酸基的表面活性剂。保护胶体为聚乙烯醇0588。缓冲剂为碳酸氢钠。氧化剂为过硫酸铵。还原剂为亚硫酸氢钠。所述pH调节剂为氢氧化钾。抗氧剂为抗氧剂L01。
上述一种喷涂速凝用苯丙乳液的制备方法，具体步骤如下：
(1)先向乳化釜中加入1/4配方量的去离子水、1/3配方量的乳化剂以及配方量的酰胺基交联单体、苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体，分散均匀，得到预乳液；
(2)然后将1/10配方量的去离子水和配方量的氧化剂、还原剂配制成引发剂溶液，接着向反应釜中加入剩余配方量的去离子水和乳化剂、配方量的缓冲剂和保护胶体、5％重量的预乳液、20％重量的引发剂溶液，升温至82℃，保温反应15分钟；
(3)再缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，滴加温度控制为90℃，滴加时间控制为4小时，引发剂溶液比预乳液延后30分钟滴完，滴加完毕后保温反应2小时，降温至45℃以下；
(4)最后加入pH调节剂和抗氧剂，继续搅拌40分钟，150目纱布过滤即得所述的一种喷涂速凝用苯丙乳液。
步骤(1)中，乳化釜中投料完毕后，12000转/分钟高速剪切40分钟，以分散均匀。
利用上述苯丙乳液制备得到的一种喷涂速凝防水涂料。
上述一种喷涂速凝防水涂料的制备方法，是将阴离子乳化沥青与上述苯丙乳液、固化剂按照质量比1：5：0.2混合后瞬间破乳，即得所述的一种喷涂速凝防水涂料。
所述阴离子乳化沥青的固含量为55％，pH值为10。
所述固化剂为多元硫醇。
利用脉冲电场实现瞬间破乳，脉冲电场的工艺条件为：脉冲宽度0.2ms，频率50Hz。
实施例2：
一种喷涂速凝用苯丙乳液，以重量份计，是利用以下原料制成的：酰胺基交联单体5份，苯乙烯112.1份，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯371.9份，羧基交联单体4份，功能单体10份，乳化剂14.17份，保护胶体0.5份，缓冲剂5份，氧化剂3.7份，还原剂3.7份，pH调节剂3份，抗氧剂2份，去离子水补充至1000份。
功能单体为质量比1：1.5的甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、磷酸酯功能性单体。酰胺基交联单体为质量比1：1.5的双丙酮丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为质量比1：1.3的丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。羧基交联单体为质量比1：1.2的丙烯酸、甲基丙烯酸。乳化剂为质量比1：1.5的磺基琥珀酸烷基醇醚酯钠盐、磺基琥珀酸二己酯钠盐。保护胶体为质量比1：1.6的聚乙烯醇0588、聚乙烯醇0388。缓冲剂为质量比1：1.5的碳酸钠、碳酸氢钠。氧化剂为质量比1：1.2的过硫酸钠、过硫酸钾。还原剂为质量比1：1.3的亚硫酸氢钠、FF6。所述pH调节剂为氢氧化钠。抗氧剂为质量比1：1.3的水性抗氧剂1003、水性抗氧剂1005。
上述一种喷涂速凝用苯丙乳液的制备方法，具体步骤如下：
(1)先向乳化釜中加入1/3配方量的去离子水、1/4配方量的乳化剂以及配方量的酰胺基交联单体、苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体，分散均匀，得到预乳液；
(2)然后将1/12配方量的去离子水和配方量的氧化剂、还原剂配制成引发剂溶液，接着向反应釜中加入剩余配方量的去离子水和乳化剂、配方量的缓冲剂和保护胶体、2％重量的预乳液、40％重量的引发剂溶液，升温至78℃，保温反应30分钟；
(3)再缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，滴加温度控制为85℃，滴加时间控制为5小时，引发剂溶液比预乳液延后15分钟滴完，滴加完毕后保温反应2小时，降温至45℃以下；
(4)最后加入pH调节剂和抗氧剂，继续搅拌40分钟，150目纱布过滤即得所述的一种喷涂速凝用苯丙乳液。
步骤(1)中，乳化釜中投料完毕后，15000转/分钟高速剪切30分钟，以分散均匀。
利用上述苯丙乳液制备得到的一种喷涂速凝防水涂料。
上述一种喷涂速凝防水涂料的制备方法，是将阴离子乳化沥青与上述苯丙乳液、固化剂按照质量比1：6：0.1混合后瞬间破乳，即得所述的一种喷涂速凝防水涂料。
所述阴离子乳化沥青的固含量为75％，pH值为8。
所述固化剂为质量比1：1.5的多元伯胺、多元羧酸。
利用脉冲电场实现瞬间破乳，脉冲电场的工艺条件为：脉冲宽度0.2ms，频率50Hz。
实施例3：
一种喷涂速凝用苯丙乳液，以重量份计，是利用以下原料制成的：酰胺基交联单体3份，苯乙烯135份，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯355份，羧基交联单体6.8份，功能单体6份，乳化剂16.2份，保护胶体0.5份，缓冲剂3份，氧化剂3.7份，还原剂3.7份，pH调节剂4份，抗氧剂1份，去离子水补充至1000份。
功能单体为质量比1：1.2：1.3：1.2：1.5：2的甲基丙烯酸脲、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、β-羧乙基丙烯酸酯、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、磷酸酯功能性单体、有机硅功能性单体。酰胺基交联单体为质量比1：1.3：1.2：2的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为质量比1：1.2：1.3：1.5：1.5：2的丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。羧基交联单体为质量比1：1.2：1.6：1.5的的衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐。乳化剂为质量比1：1.6：1.2：1.2：1.5：2的磺基琥珀酸烷基醇醚酯钠盐、磺基琥珀酸烷基酚醚酯钠盐、磺基琥珀酸二丁基酯钠盐、磺基琥珀酸二己酯钠盐、磺基琥珀酸二异辛酯钠盐、含磺酸羧酸基的表面活性剂。保护胶体为质量比1：1.2：1.5的聚乙烯醇0588、聚乙烯醇0388、羟乙基纤维素HBR250。缓冲剂为质量比1：1.2的碳酸钠、碳酸氢钠。氧化剂为质量比1：1.2：1.3的过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾。还原剂为质量比1：2的亚硫酸氢钠、FF6。所述pH调节剂为质量浓度25％浓氨水。抗氧剂为质量比1：1.2：1.3的水性抗氧剂1003、水性抗氧剂1005、抗氧剂L01。
上述一种喷涂速凝用苯丙乳液的制备方法，具体步骤如下：
(1)先向乳化釜中加入1/3配方量的去离子水、1/3配方量的乳化剂以及配方量的酰胺基交联单体、苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体，分散均匀，得到预乳液；
(2)然后将1/10配方量的去离子水和配方量的氧化剂、还原剂配制成引发剂溶液，接着向反应釜中加入剩余配方量的去离子水和乳化剂、配方量的缓冲剂和保护胶体、4％重量的预乳液、30％重量的引发剂溶液，升温至80℃，保温反应22分钟；
(3)再缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，滴加温度控制为88℃，滴加时间控制为4.5小时，引发剂溶液比预乳液延后25分钟滴完，滴加完毕后保温反应2小时，降温至45℃以下；
(4)最后加入pH调节剂和抗氧剂，继续搅拌40分钟，150目纱布过滤即得所述的一种喷涂速凝用苯丙乳液。
步骤(1)中，乳化釜中投料完毕后，14000转/分钟高速剪切35分钟，以分散均匀。
利用上述苯丙乳液制备得到的一种喷涂速凝防水涂料。
上述一种喷涂速凝防水涂料的制备方法，是将阴离子乳化沥青与上述苯丙乳液、固化剂按照质量比1：5.5：0.15混合后瞬间破乳，即得所述的一种喷涂速凝防水涂料。
所述阴离子乳化沥青的固含量为65％，pH值为9。
所述固化剂为质量比11.3：1.2：2的多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇、多元酚。
利用脉冲电场实现瞬间破乳，脉冲电场的工艺条件为：脉冲宽度0.2ms，频率50Hz。
实施例4：
一种喷涂速凝用苯丙乳液，以重量份计，是利用以下原料制成的：酰胺基交联单体3份，苯乙烯135份，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯355份，羧基交联单体6.8份，功能单体6份，乳化剂16.2份，保护胶体0.5份，缓冲剂3份，氧化剂3.7份，还原剂3.7份，pH调节剂4份，抗氧剂1份，去离子水补充至1000份。
功能单体为质量比1：1.2：1.3：1.2：1.5：2的甲基丙烯酸脲、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、β-羧乙基丙烯酸酯、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、磷酸酯功能性单体、有机硅功能性单体。酰胺基交联单体为质量比1：1.3：1.2：2的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为质量比1：1.2：1.3：1.5：1.5：2的丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。羧基交联单体为质量比1：1.2：1.6：1.5的的衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐。乳化剂为质量比1：1.6：1.2：1.2：1.5：2的磺基琥珀酸烷基醇醚酯钠盐、磺基琥珀酸烷基酚醚酯钠盐、磺基琥珀酸二丁基酯钠盐、磺基琥珀酸二己酯钠盐、磺基琥珀酸二异辛酯钠盐、含磺酸羧酸基的表面活性剂。保护胶体为质量比1：1.2：1.5的聚乙烯醇0588、聚乙烯醇0388、羟乙基纤维素HBR250。缓冲剂为质量比1：1.2的碳酸钠、碳酸氢钠。氧化剂为质量比1：1.2：1.3的过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾。还原剂为质量比1：2的亚硫酸氢钠、FF6。所述pH调节剂为质量浓度25％浓氨水。抗氧剂为质量比1：1.2：1.3的水性抗氧剂1003、水性抗氧剂1005、抗氧剂L01。
上述一种喷涂速凝用苯丙乳液的制备方法，具体步骤如下：
(1)先向乳化釜中加入1/3配方量的去离子水、1/3配方量的乳化剂以及配方量的酰胺基交联单体、苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体，分散均匀，得到预乳液；
(2)然后将1/10配方量的去离子水和配方量的氧化剂、还原剂配制成引发剂溶液，接着向反应釜中加入剩余配方量的去离子水和乳化剂、配方量的缓冲剂和保护胶体、4％重量的预乳液、30％重量的引发剂溶液，升温至80℃，保温反应22分钟；
(3)再缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，滴加温度控制为88℃，滴加时间控制为4.5小时，引发剂溶液比预乳液延后25分钟滴完，滴加完毕后保温反应2小时，降温至45℃以下；
(4)最后加入pH调节剂和抗氧剂，继续搅拌40分钟，150目纱布过滤即得所述的一种喷涂速凝用苯丙乳液。
步骤(1)中，乳化釜中投料完毕后，14000转/分钟高速剪切35分钟，以分散均匀。
步骤(1)中，所述苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体在投料前先混合进行改性处理，具体方法如下：先将苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体混合后，500转/分钟剪切处理6分钟，然后加入有机改性的纳米硅酸铝，超声波振荡处理30分钟即可；其中，所述有机改性的纳米硅酸铝，其用量为苯乙烯重量的0.04倍，是利用乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅包覆纳米硅酸铝进行有机改性而得。
有机改性的具体方法是：将纳米硅酸铝加入体积比1：9的乙烯基三甲氧基硅烷和甲苯的混合溶液中浸泡12小时，抽滤即得；纳米硅酸铝与乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比为1：1.2。
利用上述苯丙乳液制备得到的一种喷涂速凝防水涂料。
上述一种喷涂速凝防水涂料的制备方法，是将阴离子乳化沥青与上述苯丙乳液、固化剂按照质量比1：5.5：0.15混合后瞬间破乳，即得所述的一种喷涂速凝防水涂料。
所述阴离子乳化沥青的固含量为65％，pH值为9。
所述固化剂为质量比11.3：1.2：2的多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇、多元酚。
利用脉冲电场实现瞬间破乳，脉冲电场的工艺条件为：脉冲宽度0.2ms，频率50Hz。
实施例5：
一种喷涂速凝用苯丙乳液，以重量份计，是利用以下原料制成的：酰胺基交联单体3份，苯乙烯135份，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯355份，羧基交联单体6.8份，功能单体6份，乳化剂16.2份，保护胶体0.5份，缓冲剂3份，氧化剂3.7份，还原剂3.7份，pH调节剂4份，抗氧剂1份，去离子水补充至1000份。
功能单体为质量比1：1.2：1.3：1.2：1.5：2的甲基丙烯酸脲、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、β-羧乙基丙烯酸酯、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、磷酸酯功能性单体、有机硅功能性单体。酰胺基交联单体为质量比1：1.3：1.2：2的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为质量比1：1.2：1.3：1.5：1.5：2的丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。羧基交联单体为质量比1：1.2：1.6：1.5的的衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐。乳化剂为质量比1：1.6：1.2：1.2：1.5：2的磺基琥珀酸烷基醇醚酯钠盐、磺基琥珀酸烷基酚醚酯钠盐、磺基琥珀酸二丁基酯钠盐、磺基琥珀酸二己酯钠盐、磺基琥珀酸二异辛酯钠盐、含磺酸羧酸基的表面活性剂。保护胶体为质量比1：1.2：1.5的聚乙烯醇0588、聚乙烯醇0388、羟乙基纤维素HBR250。缓冲剂为质量比1：1.2的碳酸钠、碳酸氢钠。氧化剂为质量比1：1.2：1.3的过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾。还原剂为质量比1：2的亚硫酸氢钠、FF6。所述pH调节剂为质量浓度25％浓氨水。抗氧剂为质量比1：1.2：1.3的水性抗氧剂1003、水性抗氧剂1005、抗氧剂L01。
上述一种喷涂速凝用苯丙乳液的制备方法，具体步骤如下：
(1)先向乳化釜中加入1/3配方量的去离子水、1/3配方量的乳化剂以及配方量的酰胺基交联单体、苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体，分散均匀，得到预乳液；
(2)然后将1/10配方量的去离子水和配方量的氧化剂、还原剂配制成引发剂溶液，接着向反应釜中加入剩余配方量的去离子水和乳化剂、配方量的缓冲剂和保护胶体、4％重量的预乳液、30％重量的引发剂溶液，升温至80℃，保温反应22分钟；
(3)再缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，滴加温度控制为88℃，滴加时间控制为4.5小时，引发剂溶液比预乳液延后25分钟滴完，滴加完毕后保温反应2小时，降温至45℃以下；
(4)最后加入pH调节剂和抗氧剂，继续搅拌40分钟，150目纱布过滤即得所述的一种喷涂速凝用丙烯酸乳液。
步骤(1)中，乳化釜中投料完毕后，14000转/分钟高速剪切35分钟，以分散均匀。
步骤(1)中，所述苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体在投料前先混合进行改性处理，具体方法如下：先将苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体混合后，1000转/分钟剪切处理5分钟，然后加入有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，超声波振荡处理40分钟即可；其中，所述有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，其用量为苯乙烯重量的0.02倍，是利用乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅包覆纳米硅酸铝进行有机改性而得。
有机改性的具体方法是：将二氧化硅包覆纳米硅酸铝加入体积比1：9的乙烯基三甲氧基硅烷和甲苯的混合溶液中浸泡12小时，抽滤即得；二氧化硅包覆纳米硅酸铝与乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比为1：1.5。
所述二氧化硅包覆纳米硅酸铝，其制备方法如下：先将纳米硅酸铝分散于水中制成浆液，利用质量浓度20％氢氧化钠溶液调节pH＝10，加热至80℃，缓慢滴加质量浓度30％的硅酸钠溶液，接着用质量浓度20％稀硫酸调节pH＝9，硅酸钠水解得到二氧化硅晶粒沉积形成包覆层，得到二氧化硅包覆纳米粉；纳米硅酸铝与水、硅酸钠溶液的质量体积比为1g：6mL：14mL。
利用上述苯丙乳液制备得到的一种喷涂速凝防水涂料。
上述一种喷涂速凝防水涂料的制备方法，是将阴离子乳化沥青与上述苯丙乳液、固化剂按照质量比1：5.5：0.15混合后瞬间破乳，即得所述的一种喷涂速凝防水涂料。
所述阴离子乳化沥青的固含量为65％，pH值为9。
所述固化剂为质量比11.3：1.2：2的多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇、多元酚。
利用脉冲电场实现瞬间破乳，脉冲电场的工艺条件为：脉冲宽度0.2ms，频率50Hz。
实施例6：
一种喷涂速凝用苯丙乳液，以重量份计，是利用以下原料制成的：酰胺基交联单体3份，苯乙烯135份，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯355份，羧基交联单体6.8份，功能单体6份，乳化剂16.2份，保护胶体0.5份，缓冲剂3份，氧化剂3.7份，还原剂3.7份，pH调节剂4份，抗氧剂1份，去离子水补充至1000份。
功能单体为质量比1：1.2：1.3：1.2：1.5：2的甲基丙烯酸脲、甲基丙烯酰胺乙基乙撑脲、β-羧乙基丙烯酸酯、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、磷酸酯功能性单体、有机硅功能性单体。酰胺基交联单体为质量比1：1.3：1.2：2的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺。丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为质量比1：1.2：1.3：1.5：1.5：2的丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。羧基交联单体为质量比1：1.2：1.6：1.5的的衣康酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐。乳化剂为质量比1：1.6：1.2：1.2：1.5：2的磺基琥珀酸烷基醇醚酯钠盐、磺基琥珀酸烷基酚醚酯钠盐、磺基琥珀酸二丁基酯钠盐、磺基琥珀酸二己酯钠盐、磺基琥珀酸二异辛酯钠盐、含磺酸羧酸基的表面活性剂。保护胶体为质量比1：1.2：1.5的聚乙烯醇0588、聚乙烯醇0388、羟乙基纤维素HBR250。缓冲剂为质量比1：1.2的碳酸钠、碳酸氢钠。氧化剂为质量比1：1.2：1.3的过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾。还原剂为质量比1：2的亚硫酸氢钠、FF6。所述pH调节剂为质量浓度25％浓氨水。抗氧剂为质量比1：1.2：1.3的水性抗氧剂1003、水性抗氧剂1005、抗氧剂L01。
上述一种喷涂速凝用苯丙乳液的制备方法，具体步骤如下：
(1)先向乳化釜中加入1/3配方量的去离子水、1/3配方量的乳化剂以及配方量的酰胺基交联单体、苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体，分散均匀，得到预乳液；
(2)然后将1/10配方量的去离子水和配方量的氧化剂、还原剂配制成引发剂溶液，接着向反应釜中加入剩余配方量的去离子水和乳化剂、配方量的缓冲剂和保护胶体、4％重量的预乳液、30％重量的引发剂溶液，升温至80℃，保温反应22分钟；
(3)再缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，滴加温度控制为88℃，滴加时间控制为4.5小时，引发剂溶液比预乳液延后25分钟滴完，滴加完毕后保温反应2小时，降温至45℃以下；
(4)最后加入pH调节剂和抗氧剂，继续搅拌40分钟，150目纱布过滤即得所述的一种喷涂速凝用丙烯酸乳液。
步骤(1)中，乳化釜中投料完毕后，14000转/分钟高速剪切35分钟，以分散均匀。
步骤(1)中，所述苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体在投料前先混合进行改性处理，具体方法如下：先将苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体混合后，800转/分钟剪切处理5分钟，然后加入有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，超声波振荡处理35分钟即可；其中，所述有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，其用量为苯乙烯重量的0.03倍，是利用乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅包覆纳米硅酸铝进行有机改性而得。
有机改性的具体方法是：将二氧化硅包覆纳米硅酸铝加入体积比1：9的乙烯基三甲氧基硅烷和甲苯的混合溶液中浸泡12小时，抽滤即得；二氧化硅包覆纳米硅酸铝与乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比为1：1.3。
所述二氧化硅包覆纳米硅酸铝，其制备方法如下：先将纳米硅酸铝分散于水中制成浆液，利用质量浓度25％氢氧化钠溶液调节pH＝10，加热至75℃，缓慢滴加质量浓度35％的硅酸钠溶液，接着用质量浓度18％稀硫酸调节pH＝9，硅酸钠水解得到二氧化硅晶粒沉积形成包覆层，得到二氧化硅包覆纳米粉；纳米硅酸铝与水、硅酸钠溶液的质量体积比为1g：7mL：12mL。
利用上述苯丙乳液制备得到的一种喷涂速凝防水涂料。
上述一种喷涂速凝防水涂料的制备方法，是将阴离子乳化沥青与上述苯丙乳液、固化剂按照质量比1：5.5：0.15混合后瞬间破乳，即得所述的一种喷涂速凝防水涂料。
所述阴离子乳化沥青的固含量为65％，pH值为9。
所述固化剂为质量比11.3：1.2：2的多元伯胺、多元羧酸、多元硫醇、多元酚。
利用脉冲电场实现瞬间破乳，脉冲电场的工艺条件为：脉冲宽度0.2ms，频率50Hz。
对比例1
在苯丙乳液的制备过程中，步骤(3)中，滴加时间为3.5小时。
其余同实施例1。
对比例2
在苯丙乳液的制备过程中，步骤(3)中，滴加时间为5.5小时。
其余同实施例1。
试验例
参考GB/T11175-2002，对实施例1～6和对比例1、2所得苯丙乳液的性能指标进行考察，结果见表1。
表1.丙烯酸乳液的性能指标考察
| 固含量(％) | 粘度(2#60r) | 粒径(nm) | TG值(℃) | |
| 实施例1 | 50.1 | 175 | 170 | -23.2 |
| 实施例2 | 50.2 | 178 | 165 | -24.4 |
| 实施例3 | 50.5 | 190 | 160 | -25.8 |
| 实施例4 | 51.5 | 235 | 136 | -38.9 |
| 实施例5 | 53.8 | 258 | 110 | -46.6 |
| 实施例6 | 54.4 | 265 | 105 | -48.9 |
| 对比例1 | 38.3 | -- | -- | -- |
| 对比例2 | -- | 150 | 1089 | -13.6 |
注：“--”表示未测项目。
由表1可知，实施例1～6的苯丙乳液，具有固含量高、粘度理想的特性，其中，实施例4、5、6在苯丙乳液的制备过程中引入了改性材料，固含量更高，与实施例5、6相比，实施例4利用纳米硅酸铝替换二氧化硅包覆纳米硅酸铝，性能比实施例6略差。对比例1的滴加时间短，固含量明显降低，对比例2的滴加时间长，粘度不理想。
参考JC/T408-2005，对实施例1～6和对比例1、2所得防水涂料进行性能指标考察，结果见表2。
表2.防水涂料性能指标考察
注：“--”表示未测项目。
由表2可知，实施例1～6的防水涂料，固含量等指标优异，其中，实施例4、5、6在醋丙乳液的制备过程中引入了改性材料，固含量更高，与实施例5、6相比，实施例4利用纳米硅酸铝替换二氧化硅包覆纳米硅酸铝，性能比实施例6略差。对比例1的滴加时间短，固含量明显降低，对比例2的滴加时间长，各方面指标均不理想。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (1)
1.一种喷涂速凝用苯丙乳液的制备方法，具体步骤如下：
(1)先向乳化釜中加入1/4～1/3配方量的去离子水、1/4～1/3配方量的乳化剂以及配方量的酰胺基交联单体、苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体，分散均匀，得到预乳液；
(2)然后将1/10～1/12配方量的去离子水和配方量的氧化剂、还原剂配制成引发剂溶液，接着向反应釜中加入剩余配方量的去离子水和乳化剂、配方量的缓冲剂和保护胶体、2～5％重量的预乳液、20～40％重量的引发剂溶液，升温至78～82℃，保温反应15～30分钟；
(3)再缓慢滴加剩余的预乳液和引发剂溶液，滴加温度控制为85～90℃，滴加时间控制为4～5小时，引发剂溶液比预乳液延后15～30分钟滴完，滴加完毕后保温反应2小时，降温至45℃以下；
(4)最后加入pH调节剂、抗氧剂，继续搅拌40分钟，150目纱布过滤即得所述的一种喷涂速凝用苯丙乳液；
以重量份计，所述苯丙乳液是利用以下原料制成的：酰胺基交联单体0～5份，苯乙烯112.1～151份，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯336.6～371.9份，羧基交联单体4～8.9份，功能单体2.5～10份，乳化剂14.17～18.5份，保护胶体0.5份，缓冲剂0～5份，氧化剂3.7份，还原剂3.7份，pH调节剂3～5份，抗氧剂0～2份，去离子水补充至1000份；
步骤(1)中，所述苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体在投料前先混合进行改性处理，具体方法如下：先将苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、羧基交联单体与功能单体混合后，500～1000转/分钟剪切处理5～6分钟，然后加入有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，超声波振荡处理30～40分钟即可；其中，所述有机改性的二氧化硅包覆纳米硅酸铝，其用量为苯乙烯重量的0.02～0.04倍，是利用乙烯基三甲氧基硅烷对二氧化硅包覆纳米硅酸铝进行有机改性而得；
有机改性的具体方法是：将二氧化硅包覆纳米硅酸铝加入体积比1：9的乙烯基三甲氧基硅烷和甲苯的混合溶液中浸泡12小时，抽滤即得；二氧化硅包覆纳米硅酸铝与乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比为1：1.2～1.5；
所述二氧化硅包覆纳米硅酸铝，其制备方法如下：先将纳米硅酸铝分散于水中制成浆液，利用质量浓度20～30％氢氧化钠溶液调节pH＝10，加热至70～80℃，缓慢滴加质量浓度30～40％的硅酸钠溶液，接着用质量浓度15～20％稀硫酸调节pH＝9，硅酸钠水解得到二氧化硅晶粒沉积形成包覆层，得到二氧化硅包覆纳米粉；纳米硅酸铝与水、硅酸钠溶液的质量体积比为1g：6～8mL：11～14mL；
步骤(1)中，乳化釜中投料完毕后，12000～15000转/分钟高速剪切30～40分钟，以分散均匀。
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