一种醚类改性阳离子烷基无皂乳液聚合物的制备方法技术

本发明专利技术提供一种醚类改性阳离子烷基无皂乳液聚合物的制备方法。所用原料：阳离子型亲水单体6‑15份、无皂阳离子型亲水单体7‑14份、链转移剂0.45‑0.98份、引发剂a 0.28‑0.59份、引发剂b 2.6‑6.3份、无皂烷基类疏水单体10‑18份、烷基类疏水单体208‑263份、交联剂3.6‑8.2份、氧化石墨烯功能单体0.4‑0.9份、聚醚5‑17份、pH调节剂2.2‑6.8份、中和剂5‑18份其余为水，总质量份数为1000。本发明专利技术以阳离子类单体和烷基类单体为原材料，采用无皂乳液聚合法，自制一种无皂聚合物，再将该无皂聚合物与其他原料反应合成一种聚合物乳液，以消除由乳化剂带来的不良效果。合成过程中加入了氧化石墨烯，提高了成膜性和成膜强度，加入极强亲水作用阳离子，对水泥基有极强的渗透性和粘结力，抗渗透和剥落效果好。

Preparation method of ether modified cationic alkyl soap free emulsion polymer

【技术实现步骤摘要】
一种醚类改性阳离子烷基无皂乳液聚合物的制备方法
本专利技术属于建筑防水材料
，具体是一种醚类改性阳离子烷基无皂乳液聚合物的制备方法。
技术介绍
随着社会生活条件的不断改善，人们越来越重视自己的生活质量，在防水条件上要求不断增高。近年来，伴随着社会科技的发展，新型防水产品及其工程应用技术发展迅速，并朝着由多层向单层、由热施工向冷施工的方向发展。面对科学技术的不断进步与更新，掌握防水工程的施工准备及质量问题显得尤为重要，对以后建筑工程的发展具有重大的意义。防水材料广泛应用于各种管沟管道以及粮库、水塔、游泳池、隧道、钢结构厂房屋面、电厂冷却塔内壁等地方等。以及人们日常生活的环境例如：卫生间、浴室、厨房、楼地面、阳台、水池的地面和墙面。但现阶段的防水涂料有着一些弊端，使得其无法满足人们的要求，例如，施工条件严格施工时气温须高于5度，阴雨天气或基层有明水时不宜施工；且防水材料由多种有机无机复配得到的柔性聚合物与刚性水泥优势互补，达到防水的目的。但存在与基体粘结力差，容易脱落，耐久性差等问题本专利技术采用无皂乳液聚合法，以阳离子型亲水单体，烷基类疏水单体和引发剂为原料，以无皂阳离子单体，无皂烷基单体合成出的聚合物作为乳化剂解决了常规乳化剂的问题，同时参与到聚合反应中，制备出一种聚合物防水材料，此制备方法，还引入了新的官能团，大大提高了产品各种的性能。专利CN201810234075.4公开了一种防水型聚氨酯复合涂料，所述防水型聚氨酯复合涂料由以下成份组成：聚氨酯树脂、醇酸树脂、酚醛-环氧树脂、氨基硅烷、硅丙烯酸酯乳液、丙烯酸多元醇乳液、聚四氟乙烯、膨润土、氯化石蜡、聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、增塑剂、防水剂、助剂。所述助剂包括附着力增进剂、分散剂、平流剂、扩链剂、消泡剂。该专利技术具备优异的防水性能，解决了现有涂料，防水性能差，使用寿命短的问题。专利CN201810180648.X公开了一种外墙防水涂料，包括以下材料橡胶60-80份、乙烯基液70-90份、交联剂2-8份、色精5-15份、松香10-18份、溶剂油70-100份、灰钙粉25-35份、泡沫聚苯乙烯10-16份、水泥40-60份、苯乙烯20-30份、防冻剂5-10份、抗氧剂6-10份、甲苯15-25份、分散剂10-12份、石英砂8-16份、水80-100份。该专利技术具有防水、抗碱、粘结力超强、耐老化、涂刷不滑流、不泛白、不掉粉、不褪色、易施工等特性。专利CN201710563621.4公开了一种防水涂料，其组成成分为：马来酸12～16份、苍耳粉末6～9份、二氢萜品醇6～12份，乙二醇单己醚4～12份，二甲基乙醇胺6～10份，硫酸钴碳酸钙4～8份，聚异丁酯2～4份，二氧化钛2～6份，三甲氧基硅烷2～8份。该专利技术提供的一种防水涂料，各种组份相互配合，涂料毒性小，且涂料的涂抹效果好，使用时间长，涂料的涂抹层具有很好的防水效果，且涂层防水时间长。现有技术中的防水涂料存在粘接性差、成膜致密度和硬度差的问题，综合性能还有较大的提升空间。除此以外，还要合成反应效率低、存在不良反应反应、环境污染等问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种醚类改性阳离子烷基无皂乳液聚合物的制备方法。本专利技术采用无皂乳液聚合方法，以阳离子型单体、烷基单体为原材料，在pH值9-9.5的环境中生成的聚合物分子量范围适中，既能使主链上的憎水基团容易在表面富集成膜使得防水性能优异，又能使聚合物分子主链之间缠结作用显著，运动阻力增加，使得其与基面的粘结力、拉伸弹性和耐久性都非常好。采用的无皂乳液聚合法，其制备方法反应步骤少，反应非常可靠，反应效率高、环境污染小、反应条件温和、不敏感，阳离子的极强亲水作用，对水泥基有极强的渗透性和粘结力，阳离子与水泥基中的阴离子络合形成一体，抗渗透和剥落效果好。交联剂的网状结合作用加强了涂料成膜的致密度和硬度，增强了涂层与建筑物表面以及涂层与涂层之间的粘结性，提高涂层的防水能力和耐候性。本专利技术提供的技术方案如下：一种醚类改性阳离子烷基无皂乳液聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将200份水、7-14份无皂阳离子型亲水单体、10-18份无皂烷基类疏水单体、链转移剂0.45-0.98份、0.28-0.59份引发剂a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63-87℃下反应2.5-4.5小时，再保温2.0-3.5小时，得到一种无皂聚合物；所述的无皂阳离子型亲水单体为季胺盐与季膦盐混用；季胺盐为双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、四丁基高氯酸铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵其中的一种或几种；季膦盐为四丁基氯化膦、四丁基溴化膦、四丁基醋酸膦其中的一种或几种；季胺盐优选十八烷基二甲基苄基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的一种或两种组成；季膦盐优选为四丁基溴化膦；更优选为双十八烷基二甲基氯化铵与四丁基溴化膦质量比为1：1的组合物；2)将烷基类疏水单体208-263份、阳离子型亲水单体6-15份、pH调节剂2.2-6.8份、氧化石墨烯0.4-0.9份、聚醚5-17份配制成A液；将2.6-6.3份引发剂b和60份水配制成B液；所述的阳离子型亲水单体为季胺盐与季膦盐混用；季胺盐为四乙基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、西曲氯铵、四丁基硫酸氢铵、四甲基醋酸铵、苯扎氯铵、甲基三辛基氯化铵、四丁基氯化铵、N,N,N-三甲基-1-十四烷基溴化铵、二癸基二甲基溴化铵、二癸基二甲基氯化铵、四甲基碘化铵、月桂基三甲基溴化铵其中的一种或几种；季胺盐优选为四乙基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、西曲氯铵中的一种或几种组成；季膦盐为四丁基氢氧化膦、四丁基氟化膦其中的一种或两种；季膦盐优选为四丁基氢氧化膦；更优选为西曲氯铵与四丁基氢氧化膦质量比为1：1的组合物；3)将无皂聚合物降温至36-55℃，将A液和B液同时缓慢滴加到三口烧瓶中，A液滴加时间4.3-7.4个小时，B液滴加时间比A液长0.5小时，边滴加边搅拌无皂聚合物，在搅拌开始半个小时后加入交联剂3.6-8.2份；4)滴加结束后，经过保温，熟化，待溶液冷却至室温后加入中和剂5-18份，并补水到1000份，搅拌均匀后即可得到质量分数约为30％聚合物防水涂料。具体的，所述的烷基类疏水单体为N-十二烷基丙烯酰胺。具体的，所述的无皂烷基类疏水单体为N-十八烷基丙烯酰胺、十八烷基乙烯基醚其中的一种或两种。更优选为N-十八烷基丙烯酰胺与十八烷基乙烯基醚质量比为7：3的组合物。具体的，所述的交联剂为均苯二酐二甲基丙烯酸羟乙酯、二(甲基丙烯酰氧乙基)均苯二酐酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝5)、聚乙二醇二丙烯酸酯(n＝9)、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯其中的一种或几种。优选为乙二醇二甲基丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯中的一种或两种组成；更优选为乙二醇二甲基丙烯酸酯与三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯质量比为5：3的组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种醚类改性阳离子烷基无皂乳液聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将200份水、7-14份无皂阳离子型亲水单体、10-18份无皂烷基类疏水单体、链转移剂0.45-0.98份、0.28-0.59份引发剂a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63-87℃下反应2.5-4.5小时，再保温2.0-3.5小时，得到一种无皂聚合物；/n所述的无皂阳离子型亲水单体为季胺盐与季膦盐混用；季胺盐为双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、四丁基高氯酸铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵其中的一种或几种；季膦盐为四丁基氯化膦、四丁基溴化膦、四丁基醋酸膦其中的一种或几种；/n2)将烷基类疏水单体208-263份、阳离子型亲水单体6-15份、pH调节剂2.2-6.8份、氧化石墨烯0.4-0.9份、聚醚5-17份配制成A液；将2.6-6.3份引发剂b和60份水配制成B液；/n所述的阳离子型亲水单体为季胺盐与季膦盐混用；季胺盐为四乙基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、西曲氯铵、四丁基硫酸氢铵、四甲基醋酸铵、苯扎氯铵、甲基三辛基氯化铵、四丁基氯化铵、N,N,N-三甲基-1-十四烷基溴化铵、二癸基二甲基溴化铵、二癸基二甲基氯化铵、四甲基碘化铵、月桂基三甲基溴化铵其中的一种或几种；季膦盐为四丁基氢氧化膦、四丁基氟化膦其中的一种或几种；/n3)将无皂聚合物降温至36-55℃，将A液和B液同时缓慢滴加到三口烧瓶中，A液滴加时间4.3-7.4个小时，B液滴加时间比A液长0.5小时，边滴加边搅拌无皂聚合物，在搅拌开始半个小时后加入交联剂3.6-8.2份；/n4)滴加结束后，经过保温，熟化，待溶液冷却至室温后加入中和剂5-18份，并补水到1000份，搅拌均匀后即可得到质量分数约为30％聚合物防水涂料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种醚类改性阳离子烷基无皂乳液聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将200份水、7-14份无皂阳离子型亲水单体、10-18份无皂烷基类疏水单体、链转移剂0.45-0.98份、0.28-0.59份引发剂a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63-87℃下反应2.5-4.5小时，再保温2.0-3.5小时，得到一种无皂聚合物；
所述的无皂阳离子型亲水单体为季胺盐与季膦盐混用；季胺盐为双十八烷基二甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、四丁基高氯酸铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵其中的一种或几种；季膦盐为四丁基氯化膦、四丁基溴化膦、四丁基醋酸膦其中的一种或几种；
2)将烷基类疏水单体208-263份、阳离子型亲水单体6-15份、pH调节剂2.2-6.8份、氧化石墨烯0.4-0.9份、聚醚5-17份配制成A液；将2.6-6.3份引发剂b和60份水配制成B液；
所述的阳离子型亲水单体为季胺盐与季膦盐混用；季胺盐为四乙基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、西曲氯铵、四丁基硫酸氢铵、四甲基醋酸铵、苯扎氯铵、甲基三辛基氯化铵、四丁基氯化铵、N,N,N-三甲基-1-十四烷基溴化铵、二癸基二甲基溴化铵、二癸基二甲基氯化铵、四甲基碘化铵、月桂基三甲基溴化铵其中的一种或几种；季膦盐为四丁基氢氧化膦、四丁基氟化膦其中的一种或几种；
3)将无皂聚合物降温至36-55℃，将A液和B液同时缓慢滴加到三口烧瓶中，A液滴加时间4.3-7.4个小时，B液滴加时间比A液长0.5小时，边滴加边搅拌无皂聚合物，在搅拌开始半个小时后加入交联剂3.6-8.2份；
4)滴加结束后，经过保温，熟化，待溶液冷却至室温后加入中和剂5-18份，并补水到1000份，搅拌均匀后即可得到质量分数约为30％聚合物防水涂料。


2.根据权利要求1所述的醚类改性阳离子烷基无皂乳液聚合物的制备方法，其特征在于：所述的烷基类疏水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎斌，李佳伟，贺行洋，苏英，罗人豪，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42