高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末制造技术

本发明专利技术提供了一种高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末，以及其制备方法和用途。该聚合物粉末由带有羟甲基或者酮羰基的单烯键式不饱和单体单元、带有羧基或者羟基的单烯键式不饱和单体单元、由具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的（甲基）丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元和水溶性高分子保护胶体制成。本发明专利技术聚合物粉末具有优良的自体粘结性能和基材粘结性能，并且该聚合物粉末及其水分散体可依靠其带有的羟甲基、酮羰基以及羧基、羟基等官能基团，在施工干燥过程中发生交联反应，从而实现优良的自体和基材粘结性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末，以及其制备方法和用途。该聚合物粉末由带有羟甲基或者酮羰基的单烯键式不饱和单体单元、带有羧基或者羟基的单烯键式不饱和单体单元、由具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的（甲基）丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元和水溶性高分子保护胶体制成。本专利技术聚合物粉末具有优良的自体粘结性能和基材粘结性能，并且该聚合物粉末及其水分散体可依靠其带有的羟甲基、酮羰基以及羧基、羟基等官能基团，在施工干燥过程中发生交联反应，从而实现优良的自体和基材粘结性能。【专利说明】高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末
本专利技术涉及一种高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末，以及其制备方法和用途。
技术介绍
将聚合物水分散液进行喷雾干燥，快速除去体系中的水分，从而获得的流动性良好的聚合物粉末称为可再分散聚合物粉末或者乳胶粉。在水和机械能的作用下，这种粉末可以在水中再次分散，并保持与初始分散液相当的性能。可再分散聚合物粉末主要用作混凝土、水泥砂浆等建筑材料的添加剂，可与水泥等无机粘结料一起使用，可以显著提高材料的抗折强度，还可作为粉末涂料中的主要成膜粘结物使用。尤其在水硬性水泥的高分子改性方面，使用可再分散聚合物粉末代替乳液添加剂的趋势上升明显。在混凝土基质物中添加高分子树脂可以带来若干技术性的改进，例如:更好的加工性，更高的拉伸和弯曲强度、耐洗刷性以及对不同基材的良好附着力。与常规乳液相比，可再分散聚合物粉末具有一个突出优点:它可以与水泥粘结剂、骨料和其他配方进行干混，制成易于在施工现场应用的单组份产品，包装和运输成本低，对环境影响小，无需防霉和防冻。近年来随着建筑化学品行业VOC排放要求的日益严格，可再分散聚合物粉末开始应用于干混型干粉涂料、腻子抹灰和瓷砖粘结料等产品中。尤其是在干粉内墙涂料中的应用，因为乳液合成过程中残留的挥发性单体是VOC的重要来源，通过喷雾干燥这部分有机物可以被顺利去除，所制得的可再分散聚合物粉末与其余不挥发的无机填料和粉状助剂干混，所得干混型干粉涂料可以彻底杜绝VOC的产生，消除涂装过程中及涂装之后对于居室环境的慢性污 染。但是，由于可再分散聚合物粉末的生产须经过乳液聚合、喷雾干燥和胶粉再分散等多个过程，聚合物组分的粘结能力会出现不同程度的下降。对于混凝土、水泥砂浆体系而言，这一下降可以通过无机粘结料的粘结能力和水泥的水化过程得到弥补；而对于干粉涂料等聚合物充当主要粘结料的体系而言，可再分散聚合物粉末粘结能力的下降会严重影响最终涂膜的机械强度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末。本专利技术是通过如下技术方案实现的: 一种高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末，包括聚合物和水溶性高分子保护胶体；其中，聚合物是由下列重量份数的原料组成:1-10重量份的带有羟甲基或者酮羰基的单烯键式不饱和单体单元、5-20重量份的带有羧基或者羟基的单烯键式不饱和单体单元、60-85重量份的由具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元；水溶性高分子保护胶体的重量为聚合物总重量的1%-10%。进一步地，各原料的优选重量份数为: 所述的聚合物是由下列重量份数的原料组成:1-5重量份的带有羟甲基或者酮羰基的单烯键式不饱和单体单元、5-10重量份的带有羧基或者羟基的单烯键式不饱和单体单元、70-85重量份的由具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元；水溶性高分子保护胶体的重量为聚合物总重量的1%-10%。其中，所述的带有羟甲基或者酮羰基的单烯键式不饱和单体单元为N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺中的一种或任意比例的两种；所述的带有羧基或者羟基的单烯键式不饱和单体单元为丙烯酸、α -甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或任 意比例的几种；所述的具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元中，1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或任意比例的几种，乙烯基芳族化合物为苯乙烯、对甲基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、二乙烯基苯中的一种或任意比例的几种；所述的水溶性高分子保护胶体为水解度为87-89%、聚合度为500的聚乙烯醇。本专利技术所述的高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末的制备方法首先通过在水相自由基乳液共聚合反应制备带有羟甲基或者酮羰基、以及羧基或者羟基官能团的聚合物水分散液，然后在其中加入保护胶体分散液，经过喷雾干燥脱水制得聚合物粉末，具体包括如下步骤: O合成核壳乳液的内核部分 首先，合成种子乳液:将乳化剂、酸碱缓冲剂和引发剂预溶于水配置成第一水溶液，将第一水溶液滴加到装有温度计、搅拌器、控温加热装置和冷凝回流装置的反应釜中，加热至80°C恒温后，再向反应釜中滴加具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元，反应10-45分钟，产生带有蓝光的种子乳液；其中，这次滴加的具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元的重量为其总重量的6-9% ;第一水溶液中乳化剂、酸碱缓冲剂、引发剂和水的质量比为2:1.5:0.8:210，乳化剂的质量为这次滴加的具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元重量的8%-15% ； 然后，合成核壳乳液的内核部分:将乳化剂、引发剂预溶于水配置成第二水溶液，同时向反应釜中滴加第二水溶液和具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元，整个滴加过程持续2-5小时并同时滴加结束，之后保温30-60分钟；其中，这次滴加的具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元的重量为其总重量的65-80%;第二水溶液中乳化剂、引发剂和水的质量比为1:0.4:50，乳化剂的质量为这次滴加的具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元重量的0.5%-1% ； 按照Fox方程进行共聚物玻璃化转变温度的估算，此步骤I)中所述具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元，其中的不饱和单体配比应保证合成共聚物的玻璃化转变温度为-20-0°C ； 2)合成核壳乳液的外壳部分 将引发剂预溶于水配置成第三水溶液，同时向反应釜中滴加第三水溶液、滴加剩余的具有1-15个碳原子的非分支或分支醇的(甲基)丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元、滴加带有羟甲基或者酮羰基的单烯键式不饱和单体单元、滴加带有羧基或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高粘结性能的可交联可再分散聚合物粉末，其特征在于：包括聚合物和水溶性高分子保护胶体；其中，聚合物是由下列重量份数的原料组成：1‑10重量份的带有羟甲基或者酮羰基的单烯键式不饱和单体单元、5‑20重量份的带有羧基或者羟基的单烯键式不饱和单体单元、60‑85重量份的由具有1‑15个碳原子的非分支或分支醇的（甲基）丙烯酸烷基酯以及乙烯基芳族化合物组成的不饱和单体单元；水溶性高分子保护胶体的重量为聚合物总重量的1%‑10%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范欣，李松栋，李敏，吴跃焕，
申请(专利权)人：太原工业学院，
类型：发明
国别省市：山西;14