專利名稱：醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液、可再分散性膠粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液、可再分散性膠粉及其制備方法。
技術(shù)背景
可再分散性乳膠粉是由聚合物乳液經(jīng)過(guò)噴霧干燥而成的?？稍俜稚⑿匀槟z粉在 水中分散后可以重新生成分散液，并且具有原聚合物乳液的性質(zhì)。此聚合物粉末在與混 凝土或水泥砂漿混合使用時(shí)，隨著砂漿中水的消失而形成聚合物薄膜，這種薄膜在水泥 的作用下形成一種穩(wěn)定的體系，不會(huì)因?yàn)橹匦录铀蔀槿橐??？稍俜稚⑿匀槟z粉主要 用于外墻外保溫飾面系統(tǒng)(EIFS)粘結(jié)劑；瓷磚和建筑用膠黏劑；自流坪地坪；建筑膩?zhàn)?等領(lǐng)域。可再分散性乳膠粉能改善砂漿的多種性能，如提高材料的粘結(jié)力、內(nèi)聚力； 降低材料的吸水性、降低材料的彈性模量；增強(qiáng)材料的抗折強(qiáng)度、抗沖性、耐磨性和耐 久性；提高材料的施工性能。
目前，市場(chǎng)上主要有以下幾種可再分散性乳膠粉醋酸乙烯酯類均聚物乳膠 粉，醋酸乙烯酯與乙烯共聚物乳膠粉、醋酸乙烯酯與叔碳酸乙烯酯共聚物乳膠粉。這些 類型的可再分散性乳膠粉均不同程度地存在，再分散性差，耐水性差和粘結(jié)強(qiáng)度相對(duì)比 較低等問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有可再分散性乳膠粉再分散性差，耐水性差，粘 結(jié)強(qiáng)度低和砂漿含氣量過(guò)高的問(wèn)題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明首先提供一種用于制備可再分散性乳膠粉的醋酸 乙烯酯類無(wú)皂乳液，該乳液由下列組分按質(zhì)量比制備而成
保護(hù)膠體5-10%、碳酸氫鈉0.1-0.5%、醋酸乙烯酯30-60 %、叔碳酸乙烯酯 5-30%,丙烯酸正丁酯5-30%、乳化劑0.5-5%、引發(fā)劑0.1-0.5%，余量為水。
上述乳化劑為烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨，烯丙氧基羥基磺酸鈉或乙烯基聚氧乙 烯醚中的至少一種，保證其總質(zhì)量比例為0.5-5% ；保護(hù)膠體為聚乙烯醇，乙二醛改性聚 乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮和纖維素衍生物的至少一種，保證其總質(zhì)量比例為5-10% ；引 發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸銨的任意一種。
上述醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液的固含量為40-60%。
本發(fā)明所述醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液的制備方法步驟如下
1)種子乳液的制備先將保護(hù)膠體，碳酸氫鈉，乳化劑加入到水中，攪拌并加 熱到70-80°C,并滴加10-20Wt%的引發(fā)劑(指引發(fā)劑總量的10-20wt% )和5-15% wt 的醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯以及丙烯酸正丁酯的混合單體(指混合單體總量的5-15% wt)，反應(yīng)30-60min后形成藍(lán)色透明的種子乳液。
2)無(wú)皂乳液的制備種子乳液形成之后，在3-5小時(shí)內(nèi)將剩余的混合單體與引 發(fā)劑溶液滴加到步驟1)所得的種子乳液中，滴加結(jié)束后，在80-90°C保溫1小時(shí)，降溫到40-60 °C,過(guò)濾出料。
本發(fā)明所述可再分散性乳膠粉由上述醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液、保護(hù)膠體和抗結(jié) 塊劑按下述質(zhì)量百分比混合后經(jīng)噴霧干燥制備而成
醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液70-80%，保護(hù)膠體5-15%，抗結(jié)塊劑5_15%，余量為 水。
所說(shuō)的保護(hù)膠體為聚乙烯醇，乙二醛改性聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮和纖維素 衍生物的至少一種，其總質(zhì)量比例為5-15%。
所說(shuō)的抗結(jié)塊劑為滑石粉，二氧化硅，碳酸鈣，高嶺土中的至少一種，其總質(zhì) 量比例為5-15%。
上述可再分散性乳膠粉的具體制備方法如下
1、噴霧干燥乳液的制備將醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液、保護(hù)膠體、抗結(jié)塊劑、水 配置成固含量為30-40%的噴霧干燥液，攪拌均勻后制成噴霧干燥乳液；
2、乳液的噴霧干燥噴霧干燥器的噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度為180士 10°C，出風(fēng)溫度 為80士 10°C，在此條件下，噴霧干燥乳液經(jīng)過(guò)霧化器霧化成微小的液滴，并與熱風(fēng)進(jìn)行 快速的熱交換，蒸發(fā)掉料液中的水分，即得到可再分散性乳膠粉。
本發(fā)明以醋酸乙烯酯無(wú)皂乳液作為噴霧干燥乳液的原液，其通過(guò)噴霧干燥制備 的可再分散性乳膠粉與普通乳液相比具有顯著優(yōu)點(diǎn)。
常規(guī)乳液聚合中，由于乳化劑通常是以物理吸附方式附著在聚合物粒子表面， 乳液受到高剪切力或高低溫影響時(shí)乳化劑容易破乳分層，乳液穩(wěn)定性差，同時(shí)乳液的性 能也就影響到可再分散性乳膠粉膠粉的性能。反應(yīng)型乳化劑可通過(guò)碳碳雙鍵與單體發(fā)生 共聚反應(yīng)，通過(guò)化學(xué)鍵的作用鍵合到聚合物上。反應(yīng)型乳化劑的使用，避免了常規(guī)乳化 劑在成膜過(guò)程中乳化劑容易向膜表面遷移，從而提高成膜聚合物的耐水性和粘結(jié)性。由 于反應(yīng)型乳化劑的使用，極大降低可再分散性乳膠粉的含氣量，提高砂漿的強(qiáng)度。功能 性單體的使用，能極大地提高可再分散性乳膠粉的粘結(jié)強(qiáng)度與再分散能力。
通過(guò)醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液制備的可再分散性乳膠粉可以較好地解決上述問(wèn) 題。
現(xiàn)將本發(fā)明中可再分散乳膠粉與現(xiàn)有乳膠粉改性砂漿的新拌性能以及力學(xué)性 能、粘結(jié)性能比較如下
表1可再分散性乳膠粉改性砂漿新拌性能比較
樣品容重(g/1)流動(dòng)度(mm)基準(zhǔn)2258175本發(fā)明乳膠粉2238165同類以聚醋酸乙 烯酯乳液制備的 乳膠粉2046175
表2可再分散性乳膠粉改性砂漿觀天力學(xué)性能比較
樣品抗壓強(qiáng)度 (MPa)抗折強(qiáng)度 (MPa)折壓比基準(zhǔn)49.197.690.156本發(fā)明乳膠粉60.8212.450.206同類以聚醋酸乙 烯酯乳液制備的 乳膠粉56.3411.280.200
表3可再分散性乳膠粉改性砂漿14天粘結(jié)性能比較
樣品粘結(jié)強(qiáng)度 聚苯板 (MPa)與基準(zhǔn)比較 聚苯板粘結(jié)強(qiáng)度 砂漿板 (MPa)與基準(zhǔn)比較 砂漿板基準(zhǔn)0.03321.00.41181.0本發(fā)明乳膠粉0.07712.321.11872.88同類以聚醋酸 乙烯酯乳液制 備的乳膠粉0.06792.030.83332.02
本發(fā)明所制備的醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液基于官能團(tuán)選型理論，多種粘結(jié)基團(tuán)協(xié) 同作用，顯著提高砂漿拉升粘結(jié)強(qiáng)度，在耐水、耐凍融等惡劣環(huán)境中改善尤為明顯；基 于分子構(gòu)效關(guān)系，以硅氧烷憎水基團(tuán)修飾聚合物分子鏈，有效改善可再分散乳膠粉的耐 水、耐堿和耐老化性能；采用分子組裝技術(shù)，合理組裝醋酸乙烯酯鏈段和丙烯酸酯剛性 鏈段，可以使砂漿折壓比幾乎相同的前提下，提高其抗壓強(qiáng)度。通過(guò)此發(fā)明醋酸乙烯酯 類無(wú)皂乳液制備的可再分散乳膠粉與現(xiàn)有乳膠粉相比，在改性砂漿的新拌性能以及力學(xué) 性能、粘結(jié)性能方面均有顯著提高。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(1)醋酸乙烯酯類類無(wú)皂乳液的制備
單體組成為醋酸乙烯酯，叔碳酸乙烯酯，丙烯酸正丁酯和丙烯酸甲酯，其組分 配方如下
權(quán)利要求
1.一種醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液，其特征在于由下列組分按質(zhì)量比制備而成保護(hù)膠體5-10%、碳酸氫鈉0.1-0.5%、醋酸乙烯酯30-60 %、叔碳酸乙烯酯 5-30%,丙烯酸正丁酯5-30%、乳化劑0.5-5%、引發(fā)劑0.1-0.5%，余量為水。
2.如權(quán)利要求1所述的醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液，其特征在于乳液固含量為40-60%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液，其特征在于所述乳化劑為烯丙基 聚氧乙烯醚硫酸銨，烯丙氧基羥基磺酸鈉或乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1或2所述的醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液，其特征在于所述保護(hù)膠體為聚乙 烯醇、乙二醛改性聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或纖維素衍生物中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1或2所述的醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液，其特征在于所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸 鉀或過(guò)硫酸銨的任意一種。
6.權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液的制備方法，其特征在于包括 如下步驟1)種子乳液的制備先將保護(hù)膠體，碳酸氫鈉，乳化劑加入到水中，攪拌并加熱到 70-80并滴加10-20wt%的引發(fā)劑和5-15% wt的醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯以及丙烯 酸正丁酯的混合單體，反應(yīng)30-60min后形成藍(lán)色透明的種子乳液；2)無(wú)皂乳液的制備種子乳液形成之后，在3-5小時(shí)內(nèi)將剩余的步驟1)所述混合單 體與引發(fā)劑溶液滴加步驟1)所得的種子乳液中，滴加結(jié)束后，在80-90°C保溫1小時(shí)，降 溫到40-60°C，過(guò)濾出料。
7.采用權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液制備的可再分散性膠粉， 其特征在于由下列組分按下述質(zhì)量百分比混合后經(jīng)噴霧干燥制備而成醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液70-80%，保護(hù)膠體5-15%，抗結(jié)塊劑5-15%，余量為水。
8.如權(quán)利要求7所述可再分散性膠粉，其特征在于所說(shuō)的保護(hù)膠體為聚乙烯醇， 乙二醛改性聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮或纖維素衍生物中的至少一種，其總質(zhì)量比例為 5-15%。
9.如權(quán)利要求7所述可再分散性膠粉，其特征在于所說(shuō)的抗結(jié)塊劑為滑石粉、二氧化 硅、碳酸鈣或高嶺土中的至少一種，其總質(zhì)量比例為5-15%。
10.權(quán)利要求7到9任意一項(xiàng)所述可再分散性膠粉的制備方法，其特征在于包括如下 步驟1)噴霧干燥乳液的制備將醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液、保護(hù)膠體、抗結(jié)塊劑、水配置 成固含量為30-40%的噴霧干燥液，攪拌均勻后制成噴霧干燥乳液；2)乳液的噴霧干燥噴霧干燥器的噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度為180士10°C，出風(fēng)溫度為 80士 10°C;在此條件下，噴霧干燥乳液經(jīng)過(guò)霧化器霧化成微小的液滴，并與熱風(fēng)進(jìn)行快 速的熱交換，蒸發(fā)掉料液中的水分，即得到可再分散性乳膠粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液、可再分散性膠粉及其制備方法。所述醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液由下列組分按質(zhì)量比制備而成保護(hù)膠體5-10％、碳酸氫鈉0.1-0.5％、醋酸乙烯酯30-60％、叔碳酸乙烯酯5-30％、丙烯酸正丁酯5-30％、乳化劑0.5-5％、引發(fā)劑0.1-0.5％，余量為水。所述可再分散性膠粉，其下列組分按下述質(zhì)量百分比混合后經(jīng)噴霧干燥制備而成醋酸乙烯酯類無(wú)皂乳液70-80％，保護(hù)膠體5-15％，抗結(jié)塊劑5-15％，余量為水。本發(fā)明與現(xiàn)有乳膠粉相比，在改性砂漿的新拌性能以及力學(xué)性能、粘結(jié)性能方面均有顯著提高。
文檔編號(hào)C08J3/12GK102020744SQ201010548658
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者丁蓓, 唐文睿, 楊沖, 繆昌文 申請(qǐng)人:江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司, 江蘇蘇博特新材料股份有限公司