一种人造草坪用高性能羧基丁苯乳液制造技术

本发明专利技术公开了一种人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，该人造草坪用高性能羧基丁苯乳液赋予人造草坪底背优异的粘接强度和耐水性能。本发明专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，由单体、乳化剂、其他助剂和水制备而成，其制备时所用的单体由主单体、不饱和羧酸单体和改性单体组成，其中改性单体为含有不饱和硅烷型单体和多双键型单体的混合改性单体，混合改性单体含量占总单体含量的0.2‑10wt％。通过改性单体可以引入固化阶段可以交联的基团，增加了胶膜的致密性，减少了胶层的应力缺陷，进而可以提高胶层的力学性能和耐水性能。而不饱和硅烷型单体可以将独特的有机硅结构引入聚合物中，以此提供给胶层更多的疏水特性，更进一步的提高耐水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种人造草坪用高性能羧基丁苯乳液
本专利技术涉及一种丁苯乳液，更具体的说是涉及一种人造草坪用高性能羧基丁苯乳液。
技术介绍
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时，其粘结强度和耐热水老化性能还远没有达到人们的预期，有较大的提升空间。羧基共聚单体的引入可以提高丁苯乳液的粘接强度，但是由于羧基的亲水特性，过多的引入会影响胶膜的耐水性能。此外，多余的羧基还有可能以自由羧基的形式存在于水中，过多的羧酸低聚物的存在也会影响粘接强度，因此，羧基的含量应在一个合理的范围内。要想赋予羧基丁苯乳液更好的粘接强度和耐水性能，还需要利用其它单体对其进行改性。公开号为CN104211858A的中国专利公开了一种以种子乳液聚合制备羧基丁苯乳液的方法，其以丙烯晴、丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺对羧基丁苯乳液进行了改性，此方法可以提高乳液在应用于纸张涂布后的光泽性、平滑度、表面强度，但耐水性提高有限，同时种子乳液聚合需要分两步进行，聚合工艺较为复杂。在丁苯乳液的生产过程中，乳化剂的加入可以保证整个体系的稳定性，常用的乳化剂有烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基联苯醚二磺酸钠等阴离子型以及聚氧乙烯羧酸酯、聚氧乙烯烷芳基醚等非离子型。这些小分子乳化剂在胶乳固化成膜后与聚合物的相容性变差，会迁移到胶膜表面。当乳液应用于人造草坪背胶时，乳化剂的析出会造成胶膜与草丝之间形成弱边界层，从而影响胶层的附着力与耐水性能。针对此问题，公开号为CN103374090A的中国专利曾公开了一种无皂乳液聚合制备人造草坪背涂用羧基丁苯乳液的方法，此方法在一定程度上提高了胶层的附着力，但提高有限，同时无皂乳液聚合制备出的乳液稳定性较差、固含量低，极大的限制了其工业应用。现有技术中羧基丁苯乳液具有一定粘结强度，但普遍耐水性能较差；对于粘接强度和耐水性能的改进都是从单个性能方面入手，有一定的效果，但当其应用于对力学性能要求更高的运动人造草坪时，这些改进后的乳液还远没有将粘接强度和耐水性能提高到令人满意的效果。因此需要研制一种人造草坪用高性能羧基丁苯乳液及其制备方法以解决现有技术中存在的问题，从而满足市场日益发展的需要。
技术实现思路
本专利技术解决上述存在的问题，提供了一种人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，该人造草坪用高性能羧基丁苯乳液赋予人造草坪底背优异的粘接强度和耐水性能。本专利技术还提供该人造草坪用高性能羧基丁苯乳液的制备方法，其制备方法简单，节省人力，节约成本，操作简便，利于工业化应用。本专利技术在聚合过程中采用了一系列改性单体，这些改性单体的加入一方面增加了胶层的致密性，另一方面增加了胶层的疏水性，同时采用可反应的混合乳化体系，避免了固化后大量乳化剂析出导致的胶层与草丝之间弱边界层的形成，以上多方面的改进措施既可以减少胶膜本身的缺陷，也可以减少胶膜与被粘物质草丝之间的缺陷，其协同效应可以显著的提升羧基丁苯乳液在应用于人造草坪背胶时的粘结强度和耐水性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，由单体、乳化剂、其他助剂和水制备而成，其制备时所用的单体由主单体、不饱和羧酸单体和改性单体组成，其中改性单体为含有不饱和硅烷型单体和多双键型单体的混合改性单体，混合改性单体含量占总单体含量的0.2-10wt％。通过改性单体可以引入固化阶段可以交联的基团，增加了胶膜的致密性，减少了胶层的应力缺陷，进而可以提高胶层的力学性能和耐水性能。而不饱和硅烷型单体可以将独特的有机硅结构引入聚合物中，以此提供给胶层更多的疏水特性，更进一步的提高耐水性能。本专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其进一步的技术方案是所述的混合改性单体中不饱和硅烷型单体和多双键型单体的重量配比为10-50：90-50。更进一步的技术方案是所述的混合改性单体中不饱和硅烷型单体和多双键型单体的重量配比为20-40：80-60。本专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其进一步的技术方案还可以是所述的不饱和硅烷型单体为甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多种。本专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其进一步的技术方案还可以是所述的多双键型单体为乙二醇双丙烯酸酯、三乙二醇双丙烯酸酯、三丙二醇双丙烯酸酯中的一种或多种。本专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其进一步的技术方案还可以是所述的乳化剂是由反应型乳化剂和阴离子型乳化剂组成的混合乳化剂，混合乳化剂用量占总单体量的0.5-5wt％。更进一步的技术方案是所述的混合乳化体系中反应型乳化剂和阴离子型乳化剂重量配比为50-90：50-10。再进一步的技术方案是所述的混合乳化体系中反应型乳化剂和阴离子型乳化剂重量配比为60-80：40-20。本专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其更进一步的技术方案还可以是所述的反应型乳化剂为2-丙烯酰胺-2,2-二甲基乙磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、丙烯酰胺硬脂酸钠中的一种或多种。反应型乳化剂在聚合反应过程中通过不饱和键接到聚合物分子链上，避免了后期成膜时迁移导致的胶层与被粘物草丝之间弱边界层的形成，为了调节聚合反应速率和乳液稳定性，本专利技术中还添加了阴离子型乳化剂，所述的阴离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基联苯醚二磺酸钠中的一种或其组合。本专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其按重量份计，由以下配比的原料制成：本专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其所述的不饱和羧酸单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸中的一种或其组合；所述的分子量调节剂为十二烷基硫醇；所述的引发剂为过硫酸钾；所述的螯合剂为乙二胺四乙酸；所述的pH调节剂为氢氧化钠。本专利技术的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液的制备方法，其包括以下步骤：(1)向反应釜中投入苯乙烯、不饱和羧酸单体、改性单体、乳化剂、分子量调节剂、螯合剂和去离子水，开启搅拌装置；(2)用氮气置换反应釜中的空气并抽真空，将丁二烯利用氮气压入反应釜中，升温至40-80℃，加入引发剂水溶液，保温反应4-8小时；(3)当单体转化率达到99％以上时，将反应物料压入脱气釜中减压闪蒸脱气，脱气釜中温度保持在45-65℃，真空度为-0.07至-0.09MPa，脱气1-3小时；(4)脱气即将结束时用pH调节剂将乳液pH调至7-10之间，待脱气釜内温度降至30-40℃后出料包装即得到人造草坪用高性能羧基丁苯乳液。与现有技术相比本专利技术有以下有益效果本专利技术采用可反应的混合乳化体系并引入了可以提供低表面能疏水链段和固化阶段可交联基团的混合改性单体，增加了胶膜的致密性，改善了胶膜的应力缺陷，使其应用于人造草坪背胶时具有优异的粘接强度和耐水性能。当用混合改性单体和混合乳化体系，并将硅烷型单体与多双键型单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，由单体、乳化剂、其他助剂和水制备而成，其特征在于制备时所用的单体由主单体、不饱和羧酸单体和改性单体组成，其中改性单体为含有不饱和硅烷型单体和多双键型单体的混合改性单体，混合改性单体含量占总单体含量的0.2‑10wt％。

【技术特征摘要】
1.一种人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，由单体、乳化剂、其他助剂和水制备而成，其特征在于制备时所用的单体由主单体、不饱和羧酸单体和改性单体组成，其中改性单体为含有不饱和硅烷型单体和多双键型单体的混合改性单体，混合改性单体含量占总单体含量的0.2-10wt％。2.根据权利要求1所述的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其特征在于所述的混合改性单体中不饱和硅烷型单体和多双键型单体的重量配比为10-50：90-50。3.根据权利要求2所述的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其特征在于所述的混合改性单体中不饱和硅烷型单体和多双键型单体的重量配比为20-40：80-60。4.根据权利要求1、2或3所述的人造草坪用高性能羧基丁苯乳液，其特征在于所述的不饱和硅烷型单体为甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪青，李翠，赵春贵，
申请(专利权)人：江苏共创人造草坪有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32