CN112480298A - 一种人造草坪用丁苯胶乳及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人造草坪用丁苯胶乳及其制备方法和应用，该丁苯胶乳包括如下重量份的组分：羧酸单体1～10份；丁二烯10～200份；(甲基)苯乙烯90～110份；硅烷0.2～5份；交联单体0.2～4份；椰子油二乙醇酰胺0.2～5份；分子量调节剂0.2～3份；乳化剂0.5～5份；引发剂0.5～5份；碱性物质2.5～50份；水60～550份。本发明的人造草坪用丁苯胶乳，交联单体、硅烷的加入使丁苯胶乳在成膜过程中具有一定的交联性，在干燥过程中，交联单体和硅烷起到一定的协同，强化与人造草坪基布及草丝纤维的粘接强度及其成膜强度；少量交联单体、硅烷和椰子油二乙醇酰胺的加入，使本发明的丁苯胶乳在人造草坪背涂中使用，能够明显的提高人造草坪的草丝拔出力。

Description

一种人造草坪用丁苯胶乳及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及人造草坪用粘结剂领域，尤其涉及一种人造草坪用丁苯胶乳及其制备方法和应用。
背景技术
人造草坪于上世纪60年代诞生于美国，经过半个世纪的发展，已经越来越多的为人们所接受。在人造草坪生产过程中需在底背涂刷一层胶黏剂以固定草丝，目前普遍使用的胶黏剂为环保型水性胶黏剂，此水性胶黏剂由乳液、填料以及助剂三部分组成。乳液可以是纯丙乳液、苯丙乳液、丁苯乳液、羧基丁苯乳液以及聚醋酸乙烯酯乳液等，而羧基丁苯乳液以其较高的粘结强度和良好的稳定性而备受青睐。但是，目前人造草坪制造商普遍使用的羧基丁苯乳液在应用于人造草坪，特别是运动人造草的背胶。人造草的背衬需要涂覆胶黏剂以固定草纤维、稳定尺寸，并使人造草坪具有良好的铺平性、耐水性及基布抗撕裂性。
中国专利CN201710610503公布的一种人造草坪用丁苯胶乳及其制备方法，在人造草坪上使用具有良好的耐酸性和耐碱性，但是人造草坪的草丝拔出力较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种人造草坪用丁苯胶乳及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
本发明第一方面是提供了一种人造草坪用丁苯胶乳，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0002794048540000011
Figure BDA0002794048540000021
进一步地，所述羧酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸中的一种或几种；所述硅烷为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、V-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；所述交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。
进一步地，所述乳化剂为C10～C20烷基苯磺酸钠、C10～C20烷基萘磺酸钠、C10～C20烷基硫酸钠、二烷基-2-磺基琥珀酸钠、二环己基-2-磺基琥珀酸钠、丁二酸磺酸钠、油酸钠、油酸钾、三乙醇胺油酸酯、十二烷基二苯醚二磺酸盐中的一种或几种；所述
进一步优选地，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基萘磺酸钠、二烷基-2-磺基琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
进一步地，所述分子量调节剂为正十二硫醇、叔十二硫醇、正丁硫醇中的一种或几种。
进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或几种；所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、二乙醇胺中的一种或几种。
进一步地，所述丁苯胶乳的固含量为40％～60％。
本发明第二方面是提供一种人造草坪用丁苯胶乳的制备方法，包括如下步骤：将所述羧酸单体、交联单体、丁二烯、(甲基)苯乙烯、硅烷、椰子油二乙醇酰胺、分子量调节剂、乳化剂和引发剂的混合物水溶液进行自由基乳液聚合，在60℃～95℃温度下反应3～10小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝6～9，经过滤得到所述人造草坪用丁苯胶乳。
本发明第三方面是提供一种人造草坪用丁苯胶乳的应用，所述丁苯胶乳作为人造草坪背涂胶乳使用。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的人造草坪用丁苯胶乳，交联单体、硅烷的加入使丁苯胶乳在成膜过程中具有一定的交联性，在干燥过程中，交联单体和硅烷起到一定的协同，强化与人造草坪基布及草丝纤维的粘接强度及其成膜强度；少量交联单体、硅烷和椰子油二乙醇酰胺的加入，使本发明的丁苯胶乳在人造草坪背涂中使用，能够明显的提高人造草坪的草丝拔出力。
本发明的人造草坪用丁苯胶乳是一种能满足人造草坪用高性能、环保的产品，作为人造草坪背涂胶乳使用，能明显提高人造草坪的草丝拔出力。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
一种人造草坪用丁苯胶乳，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0002794048540000031
上述人造草坪用丁苯胶乳的的制备方法，包括以下步骤：
2000ml加压反应釜先抽真空，真空度-0.095MPa，加入60克蒸馏水，0.1克十二烷基苯磺酸钠，0.1克过硫酸钠完全溶解成水溶液，开启搅拌，升温至60℃，加入2克苯乙烯，保温0.5小时。在60℃条件下滴加1克丙烯酸、10克丁二烯，88克苯乙烯、0.2克正十二硫醇、0.2克γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的混合单体；以及0.4克十二烷基苯磺酸钠、0.2克椰子油二乙醇酰胺、0.2克N-羟甲基丙烯酰胺、0.4克过硫酸钠和7.7克蒸馏水的混合水溶液。滴加时间5.5小时。滴加结束后继续在60℃保温4小时。冷却至25℃，用2.5克40wt％氢氧化钠水溶液中和。经100目筛网过滤，得到人造草坪用丁苯胶乳，固含量59.84wt％，pH＝6.15(使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例2
一种人造草坪用丁苯胶乳，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0002794048540000041
上述人造草坪用丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：
2000ml加压反应釜先抽真空，真空度-0.095MPa，加入381克蒸馏水，1克十二烷基萘磺酸钠，1克过硫酸钾完全溶解成水溶液，开启搅拌，升温至95℃。加入5克苯乙烯，保温0.3小时，再加入10克衣康酸，搅拌均匀。同时在95℃条件下滴加200克丁二烯、105克苯乙烯、3克叔十二硫醇、2克γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3克氨丙基三甲氧基硅烷、4克丙烯酸羟乙酯的混合单体；以及4克二烷基-2-磺基琥珀酸钠、5克椰子油二乙醇酰胺、4克过硫酸钾和100克蒸馏水的混合水溶液。滴加时间2小时。滴加结束后继续在95℃保温1.7小时。冷却至25℃，用50克10wt％氢氧化钠水溶液中和。经100目筛网过滤，得到人造草坪用丁苯胶乳，固含量40.17wt％，pH＝8.87(使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例3
一种人造草坪用丁苯胶乳，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0002794048540000051
上述人造草坪用丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：
2000ml加压反应釜先抽真空，真空度-0.095MPa，加入1克油酸钠，0.5克过硫酸铵，109克蒸馏水，6克甲基苯乙烯，完全溶解成水溶液，开启搅拌，升温至80℃。同时在80℃条件下滴加5克甲基丙烯酸、100克丁二烯、94克甲基苯乙烯、2克正丁硫醇、3克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的混合单体；以及1克十二烷基硫酸钠、1.5克过硫酸铵、2克丙烯酰胺、2克椰子油二乙醇酰胺和100克蒸馏水的混合水溶液。滴加时间4小时。滴加结束后继续在80℃保温2小时。冷却至25℃，用15克20wt％氢氧化铵水溶液中和。经100目筛网过滤，得到人造草坪用丁苯胶乳，固含量50.11wt％，pH＝7.16(使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例4
一种人造草坪用丁苯胶乳，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0002794048540000061
上述人造草坪用丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：
2000ml加压反应釜先抽真空，真空度-0.095MPa，加入215.1克蒸馏水，0.5克壬基酚聚氧乙烯醚，0.8克过硫酸钠，2克马来酸，5克富马酸完全溶解成水溶液，开启搅拌，升温至75℃。同时在75℃条件下滴加150克丁二烯、95克甲基苯乙烯、1克正十二硫醇、1克丙烯酸羟丙酯、1克V-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的混合单体；以及3.5克壬基酚聚氧乙烯醚、2.2克过硫酸钠、4克椰子油二乙醇酰胺和100克蒸馏水的混合水溶液。滴加时间3小时。滴加结束后继续在75℃保温3小时。冷却至25℃，用30克30wt％氢氧化钾水溶液中和。经100目筛网过滤，得到人造草坪用丁苯胶乳，固含量45.03wt％，pH＝8.17(使用PHS-3C精密pH计测得)。
实施例5
一种人造草坪用丁苯胶乳，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0002794048540000062
Figure BDA0002794048540000071
上述人造草坪用丁苯胶乳的制备方法，包括以下步骤：
2000ml加压反应釜先抽真空，真空度-0.095Mpa，加入1克脂肪醇聚氧乙烯醚，0.2克过硫酸铵，102.3克蒸馏水，完全溶解成水溶液，开启搅拌，升温至85℃。同时在85℃条件下滴加8克丙烯酸、80克丁二烯、105克苯乙烯、0.7克叔十二硫醇、0.9克正十二硫醇、4克N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷的混合单体；以及1克脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、2.3克过硫酸铵、2.5克椰子油二乙醇酰胺、3克丙烯酰胺和50克蒸馏水的混合水溶液。滴加时间5小时。滴加结束后继续在85℃保温2小时。冷却至25℃，用35克25％氢氧化钠水溶液中和。经100目筛网过滤，得到人造草坪用丁苯胶乳，固含量55.10wt％，pH＝7.41(使用PHS-3C精密pH计测得)。
对比例
按CN201710610503的方法制备丁苯胶乳。
分别将实施例1～5和对比例制备的丁苯胶乳调成一致固含量40wt％，然后分别按表1中的配方制备人造草坪背衬涂料，将丁苯胶乳加入高速分散机，再缓慢加入碳酸钙，搅拌均匀后高速分散20～30min，搅拌均匀后，出料，过滤。
表1
Figure BDA0002794048540000072
Figure BDA0002794048540000081
将上述人造草坪背衬涂料分别按涂布量1.0Kg/m2的涂布量涂于人造草坪背面，在105℃烘箱中烘干后检测(GB 36246-2018)人造草坪的草丝拔出力。结果如表2所示。
表2
样品 单簇草丝拔出力/N
对比例 33.4
实施例1 35.7
实施例2 36.3
实施例3 37.2
实施例4 35.9
实施例5 36.5
从表2的结果可以看出：使用本发明实施例1～5制备的人造草坪用丁苯胶乳，与对比例相比，应用于人造草坪的背胶后，人造草坪的草丝拔出力更好。
上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种人造草坪用丁苯胶乳，其特征在于，包括如下重量份的组分：
Figure FDA0002794048530000011
2.根据权利要求1所述的人造草坪用丁苯胶乳，其特征在于，所述羧酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸中的一种或几种；所述硅烷为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、V-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；所述交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的人造草坪用丁苯胶乳，其特征在于，所述乳化剂为C10～C20烷基苯磺酸钠、C10～C20烷基萘磺酸钠、C10～C20烷基硫酸钠、二烷基-2-磺基琥珀酸钠、二环己基-2-磺基琥珀酸钠、丁二酸磺酸钠、油酸钠、油酸钾、三乙醇胺油酸酯、十二烷基二苯醚二磺酸盐中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的人造草坪用丁苯胶乳，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基萘磺酸钠、二烷基-2-磺基琥珀酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的人造草坪用丁苯胶乳，其特征在于，所述分子量调节剂为正十二硫醇、叔十二硫醇、正丁硫醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的人造草坪用丁苯胶乳，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或几种；所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾、二乙醇胺中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的人造草坪用丁苯胶乳，其特征在于，所述丁苯胶乳的固含量为40％～60％。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的人造草坪用丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述羧酸单体、交联单体、丁二烯、(甲基)苯乙烯、硅烷、椰子油二乙醇酰胺、分子量调节剂、乳化剂和引发剂的混合物水溶液进行自由基乳液聚合，在60℃～95℃温度下反应3～10小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝6～9，经过滤得到所述人造草坪用丁苯胶乳。
9.根据权利要求1-7任一项所述的人造草坪用丁苯胶乳的应用，其特征在于，所述丁苯胶乳作为人造草坪背涂胶乳使用。
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