一种羧基烷基类乳液聚合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种羧基烷基类乳液聚合物的制备方法。该方法以羧基强亲水单体和长烷基链疏水单体为原材料，经过分散预乳化、恒温聚合、变速搅拌、pH调节等一系列工艺合成一种高分子聚合物防水涂料，羧基分子内氢键可以加强聚合物的内结合力，强亲水作用加强与基质间的附着力，同时交联剂网状结合作用显著提高聚合物间的力学性能，制备出一种稳定性好、附着力大、防水效果优异持久的聚合物防水涂料。

【技术实现步骤摘要】
一种羧基烷基类乳液聚合物的制备方法
本专利技术属于建筑防水材料
，具体是一种羧基烷基类乳液聚合物的制备方法。
技术介绍
随着人们对住房要求的提高，对防水涂料这块的要求也越来越高了。防水涂料作为建筑用涂料，具有良好的耐水、耐侯、耐酸碱特性和优异的延仲性能。沥青基防水涂料因其改性不大，主要适用于工业与民用建筑屋面、混凝土地下室和卫生间的防水；高聚物改性沥青防水涂料采用合成高分子聚合物进行改性，它的耐久性增强了，粘合力也得到了提高，延伸率也提高了，而且耐耐高低温性能得到了改善，也更加的绿色环保；合成高分子防水涂料是新形势下建筑行业对防水涂料的高标准需求。无论是环保，耐高低温性能，延伸性能还是耐久性等方面都得到了极大的改善。专利CN201410220987.8公开了一种沥青防水涂料，所述的沥青防水涂料由下列组份按照重量份数组成：烷基酚聚氧乙烯醚6-14份，聚异丁烯7-12份，三氟氯乙烯14-18份，增稠乳液5-11份，乙烯酸乙酯15-23份。本专利技术具有防水性能好、低温柔性好、延伸率高、粘结力强、施工方便等特点。专利CN201711142120.5公开了一种水性丙烯酸、自交联弹性防水防火建筑涂料，其原料按重量份包括以下组分：丙烯酸乳液60-100份、氢氧化铝25-35份、硼酸锌8-12份、白水泥50-70份、重质碳酸钙20-30份、滑石粉10-15份、减水剂2-3份、钛白粉8-12份、成膜助剂2-4份、增稠剂0.1-0.5份、消泡剂0.2-0.5份、流平剂0.2-0.5份、去离子水30-50份。本专利技术还提供其制备方法，本专利技术的涂料不但具有抗菌防霉效果好、低温柔性、不透水性、高装饰性强的特点对人体无毒无害、环保美观的装饰效果，还具有耐紫外线照射、粘结度大、拉伸强度和断裂伸长率好、防水抗震效果好、防火性能佳等优点。专利CN201510428849.3公开了一种储能复合胶乳改性聚氨酯丙烯酸酯防水涂料及其制备方法，由纳米颗粒作为乳化剂稳定的石蜡、聚合物单体乳液组分与聚氨酯丙烯酸酯乳液组分混合后，聚合得到有机-无机复合乳液型防水材料，采用水分散性的乳液技术，制备过程中无挥发性有机溶剂添加，绿色环保无毒；选用综合性能较好的聚氨酯丙烯酸酯作为主要成膜物质，利用纳米SiO2作为颗粒乳化剂将石蜡包覆于SiO2/聚合物壳层内，改善聚氨酯丙烯酸酯涂层的防水性能、机械性能及与基体的结合特性；胶乳内核的石蜡可通过固相液相的相转变进行能量的储存释放，从而实现环境温度的调节，加强对天然能源的高效利用。现有技术提供的防水涂料存在内结合力分布不均、附着力差、易开裂、发粘、受温差影响大、耐久性差等缺点，亟需一种综合性能优异的高耐久度、高附着性的防水涂料。
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羧基烷基类乳液聚合物的制备方法。本专利技术采用核壳乳液聚合方法，制备一种含有羧基烷基的支化长链高分子乳液涂料，其分子量大且分布范围窄，采用核壳乳液聚合方法，在乳化反应体系中，经过预乳化分散、恒温聚合、pH调节等一系列工艺，制得一种亲水羧基为核疏水烷基为壳的致密稳定较粘稠乳液聚合物防水涂料。交联剂的网状结合作用进一步加强聚合物之间以及涂料与基质之间的结合力，使涂膜有很好的力学性能和机械性能。乳化剂选用自制的复合乳化剂，保证了整个乳化体系稳定性的同时，有效控制了乳液粒径分布，合理控制聚合物分子量大小，保证了最终涂料很好的储存稳定性，通过添加适量的醚类聚合物增强防水性能的同时起到很好的消泡作用，保证涂膜光滑无缺陷，柔性小单体和增塑剂提升涂膜的低温柔性和延伸率，最终涂料低温柔型性非常好。本专利技术提供的技术方案如下：一种羧基烷基类乳液聚合物的制备方法，包括以下制备步骤：1)制备乳化剂：将5-8份去离子水、2.3-5.6份乳化用羧基类亲水小单体、6.5-17.2份乳化用烷基类疏水小单体、0.12-0.35份乳液引发剂a、0.24-0.56份链转移剂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70-90℃下反应反应2-3个小时，再保温熟化1-2个小时，冷却后得到乳化剂；所述的乳化用羧基类亲水小单体为马来酸、衣康酸的一种或两种组成；优选为衣康酸；所述的乳化用烷基类疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺、十八烷基乙烯基醚其中的一种或几种组成；优选为十八烷基乙烯基醚；2)制备核单体水溶液：将7.0-16.5份羧基类亲水小单体、100-160份丙烯酸酯类硬单体、28-46份醚类聚合物，配制成质量分数为50％的核单体水溶液；将1.0-5.4份引发剂b、60-80份去离子水，配成引发剂水溶液b，搅拌均匀备用；所述的羧基类亲水小单体为富马酸、马来酸、衣康酸、乌头酸的一种或几种组成；优选为衣康酸和乌头酸两种组合物；更优选为质量比为1:1的衣康酸和乌头酸两种组合物；所述的烷基类疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、十八烷基乙烯基醚的一种或两种组成；优选为N-十八烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物；更优选为质量比为1.5:1的N-十八烷基丙烯酰胺和十八烷基乙烯基醚的组合物；3)制备壳单体乳化液：将200-280份烷基类疏水小单体、25-43份柔性小单体、1/3步骤(1)制备的乳化剂，在1000-1200rpm的转速下搅拌分散乳化30-60min，配制成质量分数为50％的壳单体预乳化液；4)在反应容器中加入300-450份去离子水、剩余2/3份步骤(1)制备的乳化剂、2.2-5.4份增塑剂、0.15-0.65份功能单体、1.2-2.6份中和剂，搅拌均匀后，升温至55-65℃，一次性加入30％核单体水溶液和40％引发剂水溶液b，持续搅拌保温40-60min，得种子微乳液；将剩余70％核单体水溶液匀速滴加至种子微乳液中，滴加时间为80-120min，滴加结束后在800-1000rpm的转速下搅拌保温30-40min，得到核层乳液；接着一次性投入剩余60％引发剂水溶液b，然后将壳单体预乳化液，缓慢滴加至核层乳液中，滴加时间为240-280min；当壳单体乳化液滴加60min后，一次性投入2.6-7.5份交联剂；所述的功能单体为氧化石墨烯；5)滴加完毕后，加入2.1-4.0份pH调节剂，调节溶液pH为9.0-9.5，补去离子水到溶液总质量1000份，升温至65-75℃，调至400-600rpm的转速下保温熟化3-6小时，然后自然冷却至室温，即得质量分数为50％的一种羧基烷基类乳液聚合物；所述份数均为质量份。具体的，所述的乳液引发剂a为过氧化十二酰、过氧化叔戊酸叔丁酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种组成；优选为过氧化十二酰和过氧化叔戊酸叔丁酯的组合物；更优选为质量比为1.2:1的过氧化十二酰和过氧化叔戊酸叔丁酯的组合物。引发剂b为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丁脒盐酸盐的一种或几种组成；优选为偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯的组合物；更优选为质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羧基烷基类乳液聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：/n1)制备乳化剂：将5-8份去离子水、2.3-5.6份乳化用羧基类亲水小单体、6.5-17.2份乳化用烷基类疏水小单体、0.12-0.35份乳液引发剂a、0.24-0.56份链转移剂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70-90℃下反应反应2-3个小时，再保温熟化1-2个小时，冷却后得到乳化剂；/n所述的乳化用羧基类亲水小单体为马来酸、衣康酸的一种或两种组成；/n所述的乳化用烷基类疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺、十八烷基乙烯基醚其中的一种或几种组成；/n2)制备核单体水溶液：将7.0-16.5份羧基类亲水小单体、100-160份丙烯酸酯类硬单体、28-46份醚类聚合物，配制成质量分数为50％的核单体水溶液；将1.0-5.4份引发剂b、60-80份去离子水，配成引发剂水溶液b，搅拌均匀备用；/n所述的羧基类亲水小单体为富马酸、马来酸、衣康酸、乌头酸的一种或几种组成；/n所述的烷基类疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、十八烷基乙烯基醚的一种或两种组成；/n3)制备壳单体乳化液：将200-280份烷基类疏水小单体、25-43份柔性小单体、1/3步骤(1)制备的乳化剂，在1000-1200rpm的转速下搅拌分散乳化30-60min，配制成质量分数为50％的壳单体预乳化液；/n4)在反应容器中加入300-450份去离子水、剩余2/3份步骤(1)制备的乳化剂、2.2-5.4份增塑剂、0.15-0.65份功能单体、1.2-2.6份中和剂，搅拌均匀后，升温至55-65℃，一次性加入30％核单体水溶液和40％引发剂水溶液b，持续搅拌保温40-60min，得种子微乳液；将剩余70％核单体水溶液匀速滴加至种子微乳液中，滴加时间为80-120min，滴加结束后在800-1000rpm的转速下搅拌保温30-40min，得到核层乳液；接着一次性投入剩余60％引发剂水溶液b，然后将壳单体预乳化液，缓慢滴加至核层乳液中，滴加时间为240-280min；当壳单体乳化液滴加60min后，一次性投入2.6-7.5份交联剂；/n所述的功能单体为氧化石墨烯；/n5)滴加完毕后，加入2.1-4.0份pH调节剂，调节溶液pH为9.0-9.5，补去离子水到溶液总质量1000份，升温至65-75℃，调至400-600rpm的转速下保温熟化3-6小时，然后自然冷却至室温，即得质量分数为50％的一种羧基烷基类乳液聚合物；/n所述份数均为质量份。/n...

【技术特征摘要】
1.一种羧基烷基类乳液聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1)制备乳化剂：将5-8份去离子水、2.3-5.6份乳化用羧基类亲水小单体、6.5-17.2份乳化用烷基类疏水小单体、0.12-0.35份乳液引发剂a、0.24-0.56份链转移剂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70-90℃下反应反应2-3个小时，再保温熟化1-2个小时，冷却后得到乳化剂；
所述的乳化用羧基类亲水小单体为马来酸、衣康酸的一种或两种组成；
所述的乳化用烷基类疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺、十八烷基乙烯基醚其中的一种或几种组成；
2)制备核单体水溶液：将7.0-16.5份羧基类亲水小单体、100-160份丙烯酸酯类硬单体、28-46份醚类聚合物，配制成质量分数为50％的核单体水溶液；将1.0-5.4份引发剂b、60-80份去离子水，配成引发剂水溶液b，搅拌均匀备用；
所述的羧基类亲水小单体为富马酸、马来酸、衣康酸、乌头酸的一种或几种组成；
所述的烷基类疏水小单体为N-十八烷基丙烯酰胺、十八烷基乙烯基醚的一种或两种组成；
3)制备壳单体乳化液：将200-280份烷基类疏水小单体、25-43份柔性小单体、1/3步骤(1)制备的乳化剂，在1000-1200rpm的转速下搅拌分散乳化30-60min，配制成质量分数为50％的壳单体预乳化液；
4)在反应容器中加入300-450份去离子水、剩余2/3份步骤(1)制备的乳化剂、2.2-5.4份增塑剂、0.15-0.65份功能单体、1.2-2.6份中和剂，搅拌均匀后，升温至55-65℃，一次性加入30％核单体水溶液和40％引发剂水溶液b，持续搅拌保温40-60min，得种子微乳液；将剩余70％核单体水溶液匀速滴加至种子微乳液中，滴加时间为80-120min，滴加结束后在800-1000rpm的转速下搅拌保温30-40min，得到核层乳液；接着一次性投入剩余60％引发剂水溶液b，然后将壳单体预乳化液，缓慢滴加至核层乳液中，滴加时间为240-280min；当壳单体乳化液滴加60min后，一次性投入2.6-7.5份交联剂；
所述的功能单体为氧化石墨烯；
5...

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