一种有机硅醋丙乳液及其制备方法以及制得的可再分散性乳胶粉技术

本发明专利技术公开了一种有机硅醋丙乳液及其制备方法以及制得的可再分散性乳胶粉，该乳液包括以下质量份的组分：醋酸乙烯酯60‑80份、丙烯酸丁酯12‑30份、功能性单体5‑15份、交联单体1‑6份、硅烷偶联剂0.2‑3份、保护胶体3‑10份、乳化剂0.2‑5份、缓冲剂0.2‑0.6份、氧化还原引发剂0.2‑0.6份、水90‑120份。本发明专利技术有机硅醋丙乳液采用预乳化的方法，极大地提高了乳液的稳定性，有效降低了聚合过程中因乳液不稳定造成的凝胶现象，提高了乳液制备的成功率。本发明专利技术的有机硅醋丙乳液将交联单体、功能性单体以及硅烷偶联剂引入到聚合物大分子链上，增加了聚合物上的交联点，成膜时形成较为致密三维网，使耐水性得到了提高，促进了可再分散性乳胶粉在建筑砂浆、建筑防水涂料等应用领域的应用性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乳液，具体涉及一种有机硅醋丙乳液及其制备方法以及制得的可再分散性乳胶粉。
技术介绍
随着我国“十三五规划”、“一带一路”、“亚洲基础设施投资银行”等重要战略部署相继出台和建立，基础设施建设领域的建设将达到空前绝后的景象。建筑干混砂浆中的可再分散性乳胶粉胶黏剂作为建设中不可或缺的元素，其需求量将得到突飞猛进的增长。目前，市场上多种用于制备可再分散性乳胶粉的乳液在成膜后，膜的吸水率较大，在水泥参量的体系中粘接强度和耐水强度方面表现较差，同样导致用其制备得到的乳胶粉应用于水泥砂浆中粘接强度和耐水强度也较差，并且随着参量的增加其应用性能方面也得不到较大的提升，同时增加了建造的成本从而严重制约了乳液和乳胶粉以及砂浆行业的发展，因此如何提高可再分散性乳胶粉所用乳液的粘接强度和耐水性是目前可再分散性乳胶粉的问题所在。
技术实现思路
为解决现有技术中醋丙乳液粘接强度及耐水性差，制备得到的可再分散性乳胶粉粘接强度和耐水性也较差的问题，本专利技术的目的在于提供一种有机硅醋丙乳液及其制备方法以及制得的可再分散性乳胶粉。本专利技术提供了一种有机硅醋丙乳液，该乳液包括以下质量份的组分：醋酸乙烯酯60-80份、丙烯酸丁酯12-30份、功能性单体5-15份、交联单体1-6份、硅烷偶联剂0.2-3份、保护胶体3-10份、乳化剂0.2-5份、缓冲剂0.2-0.6份、氧化还原引发剂0.2-0.6份、水90-120份。本专利技术的有机硅醋丙乳液通过增加功能性单体、交联单体以及硅烷偶联剂的组分，提高了乳液的耐水性和可再分散性，以及乳液在水泥中成膜后大幅提高度水泥的粘接强度和耐水性，克服了现有技术中醋丙乳液在水泥砂浆中的粘接强度和耐水性差等问题，功能性单体及交联单体的引入，增加了交联共聚物的形成以及功能性单体对醋酸乙烯酯侧基酯基的保护，有效的提高了乳液的耐水性，硅烷偶联剂的加入提高了乳液成膜后在有机或无机界面上的附着力，极大的提高了掺混基材的内聚力和粘接力。进一步的，功能性单体为丙烯酸异癸酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯、异十三烷基甲基丙烯酸酯、丙烯酸十七酯、甲基丙烯酸十七酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、二十二烷基丙烯酸酯、二十二烷基甲基丙烯酸酯中的至少一种。上述功能性单体的引入增加了聚合物乳胶粒子的柔韧性和耐水性。进一步的，交联单体为1，3丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇200二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。上述交联单体的存在，增加了乳胶颗粒的交联点，从而提高了乳液胶膜的耐水性。进一步的，硅烷偶联剂为硅烷偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。硅烷偶联剂在无机和有机的界面形成了耐水键结，增强了结合强度，赋予了两个异相难以结合表面之间的稳定结合。进一步的，保护胶体为聚合度500-1700且醇解度为88％的聚乙烯醇中的至少一种。低聚合度的保护胶体使聚合得到的乳液粘度适中，有利于喷粉，为大规模生产可再分散性乳胶粉提供有利的便捷和极大提高喷粉的效率。进一步的，乳化剂为非离子型乳化剂、或质量比为1：1.5-4的阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的混合；阴离子型乳化剂为烷基硫酸盐、醚硫酸盐、磷酸盐、磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的至少一种；非离子型乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚中的至少一种。与现有技术中只使用阴离子乳化剂相比较，本专利技术中使用阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂复配或者只使用非离子乳化剂，提高了乳液的稳定性和耐水性，由于使用阴离子乳化剂在生产喷粉的过程中乳胶粉由于静电作用不能有效的收集，非离子乳化剂的使用有效的克服了该问题的存在，提高了生产的效率。进一步的，氧化还原引发剂为过氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基过氧化氢/雕白块、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰//N，N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺中的一种组合。采用氧化还原引发剂的转化率高，聚合时所需反应温度较低，这大大降低了生产过程中的能耗，从而极大地降低了生产成本。进一步的，缓冲剂为无水醋酸钠、碳酸氢钠中的至少一种。缓冲剂用于调节聚合过程中乳液的pH值，使乳液pH处于适宜的酸碱环境，有助于聚合反应的进行。本专利技术还提供了上述有机硅醋丙乳液的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将保护胶体3-10份、水45-60份、乳化剂0.2-5份混合搅拌，制得混合溶液；(2)将醋酸乙烯酯60-80份、丙烯酸丁酯12-30份、功能性单体5-15份、交联单体1-6份混合搅拌均匀，然后加入到混合溶液中搅拌均匀，制得预乳化液；氧化还原引发剂0.2-0.6份溶于水5-10份，制得氧化还原引发剂溶液；(3)将水40-50份和缓冲剂0.2-0.6份混合搅拌加热至60-70℃后，加入4-6％的预乳化液、10-12％的氧化还原引发剂溶液，搅拌反应25-35min后形成种子乳液；(4)保持温度在62-69℃的条件下，向种子乳液同时滴加剩余的预乳化液、70-72％的氧化还原引发剂溶液，待预乳化液还剩余20％时，开始向反应体系中慢慢滴加硅烷偶联剂0.2-3份，待预乳化液、70-72％的氧化还原溶液以及硅烷偶联剂滴加完毕后，再将8-10％的氧化还原引发剂溶液向乳液中继续滴加，之后保温0.8-1.2h；(5)将保温后的乳液降温至50-60℃，将剩余的氧化还原引发剂溶液分为两等分，第一份滴加完0.4-0.6h后滴加第二份，第二份滴加完后保温0.4-0.6h，之后冷却至室温，过滤后得到所述有机硅醋丙乳液。本专利技术的有机硅醋丙乳液采用预乳化的方法，极大地提高了乳液的稳定性，有效降低了聚合过程中因乳液不稳定造成的凝胶现象，提高了乳液制备的成功率，通过本方法生产出来的乳液的粘接性能和耐水性能得到了极大的提升，提高了乳液的实用性；本专利技术使用氧化还原引发剂，聚合时反应温度较低，大大降低的生产过程中的能耗，从而极大降低了生产成本，因此在有机硅醋丙乳液基础上开发高性能高耐水乳液及其可再分散性乳胶粉具有重要的工业价值和应用前景。步骤(4)中，预乳化液、70-72％的氧化还原引发剂溶液需在4h内滴加完毕；在预乳化液还剩余20％开始滴加硅烷偶联剂并保证其与预乳化液在同一时间内滴加完毕；8-10％的氧化还原引发剂溶液需在15min内滴加完毕。本专利技术还提供了一种利用上述有机硅醋丙乳液制得的可再分散性乳胶粉，该胶粉包括以下质量份的组分：有机硅醋丙乳液100份、无机抗结块剂2-15份、浓度为5-25％的聚乙烯醇溶液5-15份。其中，无机抗结块剂为碳酸钙、滑石粉的至少一种，无机抗结块剂的细度为500-1100目。本专利技术的有益效果：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机硅醋丙乳液，其特征在于，该乳液包括以下质量份的组分：醋酸乙烯酯60‑80份、丙烯酸丁酯12‑30份、功能性单体5‑15份、交联单体1‑6份、硅烷偶联剂0.2‑3份、保护胶体3‑10份、乳化剂0.2‑5份、缓冲剂0.2‑0.6份、氧化还原引发剂0.2‑0.6份、水90‑120份。

【技术特征摘要】
1.一种有机硅醋丙乳液，其特征在于，该乳液包括以下质量份的组分：醋酸乙烯酯60-80份、丙烯酸丁酯12-30份、功能性单体5-15份、交联单体1-6份、硅烷偶联剂0.2-3份、保护胶体3-10份、乳化剂0.2-5份、缓冲剂0.2-0.6份、氧化还原引发剂0.2-0.6份、水90-120份。2.根据权利要求1所述的有机硅醋丙乳液，其特征在于，功能性单体为丙烯酸异癸酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯、异十三烷基甲基丙烯酸酯、丙烯酸十七酯、甲基丙烯酸十七酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、二十二烷基丙烯酸酯、二十二烷基甲基丙烯酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的有机硅醋丙乳液，其特征在于，交联单体为1，3丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇200二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的有机硅醋丙乳液，其特征在于，硅烷偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。5.根据权利要求1所述的有机硅醋丙乳液，其特征在于，保护胶体为聚合度500-1700且醇解度为88％的聚乙烯醇中的至少一种。6.根据权利要求1所述的有机硅醋丙乳液，其特征在于，乳化剂为非离子型乳化剂、或质量比为1：1.5-4的阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂的混合；阴离子型乳化剂为烷基硫酸盐、醚硫酸盐、磷酸盐、磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的至少一种；非离子型乳化剂乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基聚氧乙烯醚中的至少一种。7.根据权利要求1所述的有机硅醋丙乳液，其特征在于，氧化还原引发剂为过氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基过氧化氢/雕白块、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：何立挺，
申请(专利权)人：宝辰永宇滁州新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34