一种水泥用苯环类核壳乳液聚合物制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥用苯环类核壳乳液聚合物制备方法，本发明专利技术以羟基亲水单体、苯环疏水单体为原材料，在乳化反应体系中，经过乳化反应、恒温聚合、pH调节等一系列工艺制备一种分布窄，结合力强的高分子聚合物防水涂料，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，并且羟基能够稳定络合钙离子，与水泥颗粒之间紧密牢固结合，达到很好的防水抗渗效果；本发明专利技术结合核壳结构在性能或功能上产生的特殊协同作用，具有硬核软壳的特性，对结合体表面的渗透性、润湿性好，防老化不易干裂可以延长使用年限。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥用苯环类核壳乳液聚合物制备方法
本专利技术属于建筑材料
，涉及到建筑表面防水和粘结涂料领域，具体是一种水泥用苯环类核壳乳液聚合物制备方法。
技术介绍
由于房地产房屋质量层次不齐，屋顶、厨房、卫生间、地下室等地方易出现裂缝，造成渗水、发霉、脱落现象。市场上已有的防水涂料虽然具有一定的延伸率和机械强度，但是涂膜表面易产生微小裂纹、针孔等缺陷，不能起到很好的防水效果，导致防水工程失效。传统工艺制备的乳液聚合物常温干燥成膜慢，流平性差，固函小粘度滴，常用乳化剂不环保，对乳液成膜的耐水性有很大影响。本产品采用核壳乳液聚合技术通过简单工艺合成一种功能高分子，利用其特有的强迫互溶作用使功能性单体紧密结合形成稳定大分子聚合物。由于其特殊核壳结构，界面互穿，双相连续等结构特征，使得聚合物在性能或功能上产生特殊协同作用，因此本防水涂料具有很好的防水耐候性。专利CN200910041338.0公开了一种聚合物水泥防水涂料丙烯酸乳液，其配方中各成份占乳液总量的重量百份比为：苯乙烯10-20％、甲基丙烯酸甲酯1-10％、丙烯酸丁酯30-45％、甲基丙烯酸0.1-0.5％、二甲基丙烯酸乙二醇酯1-3％、乳化剂1-3％、过硫酸盐0.3-0.8％，其余为水。本专利技术与现有技术相比，具有更优良的化学稳定性与抗开裂性能。与水泥混合配置缓凝性好，现场施工方便。专利CN201310471864.7公开了一种复合强力防水硅胶涂料，其是通过如下方法步骤制得的：一、取原料乳液基料32～48份、乙酸乙烯酯8～12份、聚乙烯醇4～6份、甲基硅酸钠8～12份、白炭黑1.2～1.8份、二氧化钛1.2～1.8份、填料15.2～22.8份、助剂5.6～8.4份、水4.8～7.2份；二、将乙酸乙烯酯加入乳液基料中，搅拌，分散，并发生聚合反应；三、再加入白炭黑，搅拌均匀；四、接着加入二氧化钛、填料、助剂，搅拌均匀；五、再加入甲基硅酸钠、聚乙烯醇、水；搅拌均匀，反应9～11min；制得复合强力防水硅胶涂料。其环保无毒；可形成双层防水结构；低温抗拉性能好；抗龟裂性能好；使用寿命长；不沾水；机械强度好。专利CN200910092846.1公开了一种用于耐低温聚合物水泥防水材料的丙烯酸系核壳聚合物乳液，该聚合物乳液由包括(1)和(2)的组分通过乳液聚合法制成，其中(1)为聚合物乳液的核层组分，包括至少以下两种单体：丙烯酸丁酯60-95重量份，和丙烯腈6-10重量份；(2)为聚合物乳液的壳层组分，包括至少以下两种单体：丙烯酸丁酯5-15重量份，和甲基丙烯酸甲酯5-15重量份。本专利技术还提供了丙烯酸系核壳聚合物乳液的制备方法。本专利技术的丙烯酸系核壳聚合物乳液具有较低的tg值，与水泥形成的聚合物水泥组合物具有较高的拉伸强度、抗冻融性、以及较佳的防水性和柔韧性。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。
技术实现思路
本专利技术所要解决的建筑防水技术问题是提供了一种水泥用苯环类核壳乳液聚合物制备方发，解决现有技术中涂料耐污性、耐热性和耐水性不能同时具备的问题。本专利技术采用核壳乳液聚合方法，制备一种含有羟基苯环的支化长链高分子乳液涂料，其分子量大分布窄，采用核壳乳液聚合方法，在乳化反应体系中，经过乳化、恒温聚合、pH调节等一系列工艺，严格控制反应过程，制备一种亲水羟基为壳疏水苯环为核的软壳硬核、致密稳定、硬度较大、亲和力很强的聚合物防水涂料。制备过程中考虑到疏水单体与亲水单体的特性合理选取氧化剂与自制乳化剂进行分布聚合，同时针对聚合进程对搅拌速度与对应温度进行调整，保证了最终聚合物的分子量高且窄分布，多次pH调节保证了聚合过程中的稳定性和乳液涂料的贮存稳定性。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种水泥用苯环类核壳乳液聚合物制备方法，其特征在于，依次包括如下操作步骤：步骤(1)制备乳化剂：将8-12份去离子水、乳化用羟基类亲水小单体3.0-5.5份、乳化用苯环类疏水小单体8.0-17.0份、乳液引发剂0.2-0.45份、链转移剂0.35-0.75份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2-3个小时，再保温熟化1-2小时，冷却后得到乳化剂；所述的乳化用羟基类亲水小单体为单体丙烯醇和/或甲基丙烯醇；所述乳化用苯环类疏水小单体为1-苯基乙烯基硼酸和/或4-甲氧基-2-乙烯基苯胺；步骤(2)制备核单体水溶液：将8.2-12.0份羟基类亲水小单体、180-230份丙烯酸酯类软单体、0.8-1.2份还原剂混合，配制成核单体水溶液；将1.0-2.1份氧化剂、60-80份去离子水混合，配成氧化剂水溶液a，搅拌均匀备用；步骤(3)制备壳单体乳化液：将200-265份苯环类疏水小单体、23-40份氟功能单体、0.5-1.0份还原剂、1/3步骤(1)制备的乳化剂混合后，在1000-1200rpm的转速下搅拌分散乳化30-60min，配制成壳单体乳液；将1.0-2.1份氧化剂、60-80份去离子水混合，配成氧化剂水溶液b，搅拌均匀备用；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；步骤(4)在反应容器中加入300-450份去离子水、剩余2/3步骤(1)制备的乳化剂，搅拌均匀后，升温至45-50℃，一次性加入20％核单体水溶液和20％氧化剂水溶液a，持续搅拌保温40-60min，得种子微乳液；将剩余80％核单体水溶液和80％氧化剂水溶液a匀速滴加至种子微乳液中，滴加时间为80-120min，滴加结束后在600-800rpm的转速下搅拌保温30-40min，得到核层乳液；降温至40-45℃，加入1.2-2.5份中和剂，调整pH至8-8.5，接着将壳单体水溶液和氧化剂水溶液b，缓慢滴加至核层乳液中，滴加时间为180-260min；当壳单体水溶液滴加60min后，一次性投入2.8-6.5份交联剂；步骤(5)滴加完毕后，加入2.1-4.0份中和剂，调节溶液pH为9.5-10，补去离子水到溶液总质量1000份，升温至50-60℃，调至400-600rpm的转速下保温熟化2-5小时，然后自然冷却至室温，即得水泥用苯环类核壳乳液聚合物。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、过氧化二碳酸二环己酯中的任意一种或几种组成。优选地，步骤(1)中，所述的链转移剂为次亚磷酸钠和/或甲基丙烯磺酸钠。优选地，步骤(2)中，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成。优选地，步骤(3)中，所述的苯环类疏水小单体为苯乙烯、1-烯丙基-2-氟苯、1-烯丙基-4-氟苯、1-苯基乙烯基硼酸和4-甲氧基-2-乙烯基苯胺中的任意一种或几种组成。优选地，步骤(2)中，所述的氧化剂为偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二-(2,4-二甲基戊腈)、过氧化苯甲酰(BPO)和过氧化二叔丁基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥用苯环类核壳乳液聚合物制备方法，其特征在于，依次包括如下操作步骤：/n步骤(1)制备乳化剂：将8-12份去离子水、乳化用羟基类亲水小单体3.0-5.5份、乳化用苯环类疏水小单体8.0-17.0份、乳液引发剂0.2-0.45份、链转移剂0.35-0.75份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2-3个小时，再保温熟化1-2小时，冷却后得到乳化剂；所述的乳化用羟基类亲水小单体为单体丙烯醇和/或甲基丙烯醇；所述乳化用苯环类疏水小单体为1-苯基乙烯基硼酸和/或4-甲氧基-2-乙烯基苯胺；/n步骤(2)制备核单体水溶液：将8.2-12.0份羟基类亲水小单体、180-230份丙烯酸酯类软单体、0.8-1.2份还原剂混合，配制成核单体水溶液；将1.0-2.1份氧化剂、60-80份去离子水混合，配成氧化剂水溶液a，搅拌均匀备用；/n步骤(3)制备壳单体乳化液：将200-265份苯环类疏水小单体、23-40份氟功能单体、0.5-1.0份还原剂、1/3步骤(1)制备的乳化剂混合后，在1000-1200rpm的转速下搅拌分散乳化30-60min，配制成壳单体乳液；将1.0-2.1份氧化剂、60-80份去离子水混合，配成氧化剂水溶液b，搅拌均匀备用；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；/n步骤(4)在反应容器中加入300-450份去离子水、剩余2/3步骤(1)制备的乳化剂，搅拌均匀后，升温至45-50℃，一次性加入20％核单体水溶液和20％氧化剂水溶液a，持续搅拌保温40-60min，得种子微乳液；将剩余80％核单体水溶液和80％氧化剂水溶液a匀速滴加至种子微乳液中，滴加时间为80-120min，滴加结束后在600-800rpm的转速下搅拌保温30-40min，得到核层乳液；降温至40-45℃，加入1.2-2.5份中和剂，调整pH至8-8.5，接着将壳单体水溶液和氧化剂水溶液b，缓慢滴加至核层乳液中，滴加时间为180-260min；当壳单体水溶液滴加60min后，一次性投入2.8-6.5份交联剂；/n步骤(5)滴加完毕后，加入2.1-4.0份中和剂，调节溶液pH为9.5-10，补去离子水到溶液总质量1000份，升温至50-60℃，调至400-600rpm的转速下保温熟化2-5小时，然后自然冷却至室温，即得水泥用苯环类核壳乳液聚合物。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水泥用苯环类核壳乳液聚合物制备方法，其特征在于，依次包括如下操作步骤：
步骤(1)制备乳化剂：将8-12份去离子水、乳化用羟基类亲水小单体3.0-5.5份、乳化用苯环类疏水小单体8.0-17.0份、乳液引发剂0.2-0.45份、链转移剂0.35-0.75份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2-3个小时，再保温熟化1-2小时，冷却后得到乳化剂；所述的乳化用羟基类亲水小单体为单体丙烯醇和/或甲基丙烯醇；所述乳化用苯环类疏水小单体为1-苯基乙烯基硼酸和/或4-甲氧基-2-乙烯基苯胺；
步骤(2)制备核单体水溶液：将8.2-12.0份羟基类亲水小单体、180-230份丙烯酸酯类软单体、0.8-1.2份还原剂混合，配制成核单体水溶液；将1.0-2.1份氧化剂、60-80份去离子水混合，配成氧化剂水溶液a，搅拌均匀备用；
步骤(3)制备壳单体乳化液：将200-265份苯环类疏水小单体、23-40份氟功能单体、0.5-1.0份还原剂、1/3步骤(1)制备的乳化剂混合后，在1000-1200rpm的转速下搅拌分散乳化30-60min，配制成壳单体乳液；将1.0-2.1份氧化剂、60-80份去离子水混合，配成氧化剂水溶液b，搅拌均匀备用；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；
步骤(4)在反应容器中加入300-450份去离子水、剩余2/3步骤(1)制备的乳化剂，搅拌均匀后，升温至45-50℃，一次性加入20％核单体水溶液和20％氧化剂水溶液a，持续搅拌保温40-60min，得种子微乳液；将剩余80％核单体水溶液和80％氧化剂水溶液a匀速滴加至种子微乳液中，滴加时间为80-120min，滴加结束后在600-800rpm的转速下搅拌保温30-40min，得到核层乳液；降温至40-45℃，加入1.2-2.5份中和剂，调整pH至8-8.5，接着将壳单体水溶液和氧化剂水溶液b，缓慢滴加至核层乳液中，滴加时间为180-260min；当壳单体水溶液滴加60min后，一次性投入2.8-6.5份交联剂；
步骤(5)滴加完毕后，加入2.1-4.0份中和剂，调节溶液pH为9.5-10，补去离子水到溶液总质量1000份，升...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯凯，刘衍东，姚恒，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42