一种用作土壤外加剂的乳液聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用作土壤外加剂的乳液聚合物及其制备方法和应用，所述乳液聚合物主要是由如下四种乙烯基单体制成：一种含有苯环的单体，三种含有羰基的单体，以及在含羰基的单体中，至少一种单体含有多元醇。所得共聚高分子乳液与普通的土壤和少量的无机材料相拌和，可制得各组分结合性能好、抗压强度高、施工简便、养护期短的新型稳定土路基材料。与传统的路基材料相比，使用本发明专利技术聚合物乳液可使道路建设工期大幅缩短，道路建设成本明显降低，同时具有施工时减少扬尘、保护环境的良好生态效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用作土壤外加剂的乳液聚合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于土壤外加剂
，具体涉及一种用作土壤外加剂的乳液聚合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着经济建设的快速稳步发展，高速公路、省级公路、县乡公路等各种等级的道路建设正处于不断地规划、设计和施工中，作为道路建设必需品的路基材料的需求量也越来越大。至今为止，传统的道路建设仍然是采用不同规格的碎石和石灰作为路基材料进行多层反复压实处理。碎石来自于矿山的采石和破碎，石灰来自于石灰矿的开采和烧制。但随着矿山禁采和关闭使得碎石和石灰的供应量锐减，市场上碎石和石灰的价格也大幅上扬，供需矛盾突出，甚至有的道路建设因无碎石和石灰可用而处于停建、缓建状态。此外，传统的路基材料多使用灰渣和砂石，这些材料在路基建设施工中会产生大量粉尘，易造成施工现场严重的大气污染。另外，道路建设中还常常会遇到施工中产生的泥土转移运输问题，大量的泥土需要合适的场地堆放，泥土的转移过程轻则造成道路建设成本增加，重则导致环境负面影响和大气扬尘污染。为缓解道路建设中碎石的供需矛盾，减轻对传统路基材料石灰、灰渣、砂石的依赖，尽量减少施工过程中泥土堆放和转移问题，已有人开始研究将建设工程现场及附近的土壤与某些外加剂相组合，制得满足所需功能要求的稳定土，代替碎石、石灰和砂石直接作为路基材料使用，但直到目前，在此领域内既具有技术可行性又具有经济适用性的相关新产品、新技术、新工艺鲜有报道。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对目前矿山禁采、碎石价格居高不下、碎石产品供不应求的状况，为在道路建设中减轻或取消对碎石的依赖，减少石灰、灰渣、砂石等粉体材料的使用以减轻粉尘污染，同时为解决道路建设过程中可能产生的大量泥土堆放和转移所带来的泥土污染和建设成本增加的问题，本专利技术公开了一种可用作道路建设土壤固化外加剂的新型聚合物乳液及其制备方法和应用，将该聚合物乳液与施工现场或附近的土壤以合适的工艺相组合，制得的路基材料可全部取代或大部分部分取代碎石、石灰、砂石等传统建材，可满足道路施工技术规范指标要求并大幅缩短道路施工周期。
[0004]技术方案：为了达到上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0005]一种用作土壤外加剂的乳液聚合物，其主要是由如下四种乙烯基单体制成：
[0006]一种含有苯环的单体，三种含有羰基的单体，以及在含羰基的单体中，至少一种单体含有多元醇。
[0007]优选的，所述含有苯环的单体为苯乙烯；所述三种含有羰基的单体中，两种含有羰基的单体为丙烯酸乙酯和丙烯酰胺，同时含羰基和多元醇的单体为丙三醇三丙烯酸酯。
[0008]优选的，所述三种含有羰基的单体的总质量与含有苯环的单体的质量比为1.0:0.1～1.0:0.3；所述三种含有羰基的单体中，同时含羰基和多元醇的单体质量与另外两种
单体总质量之比为1.0:8.0～1.0:15.0。
[0009]优选的，在室温下，所述乳液聚合物的粘度范围为800～2000mPa.s，更优选为1100～1400mPa.s。
[0010]所述的用作土壤外加剂的乳液聚合物的制备方法，包括以下步骤：
[0011]取所述四种乙烯基单体，在惰性气体保护条件下，在边滴加边搅拌的状态下，进行乳液共聚合反应。
[0012]优选的，所述四种乙烯基单体总质量在所述乳液聚合物中的质量分数为40～65％，更优选为45～50％。
[0013]优选的，在所述乳液共聚合反应的反应体系中，还添加有引发剂、成膜调节剂和/或乳化剂；更优选的，所述引发剂选自过硫酸铵，所述成膜调节剂选自异丙醇，所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠；所述成膜调节剂在所述乳液聚合物中的质量分数为1～6％，优选2～5％。
[0014]优选的，所述乳液共聚合反应的温度控制在60～90℃，更优选反应温度为64～72℃。
[0015]优选的，所述搅拌采用变速搅拌方式：起始的搅拌速度为60～70转/分钟，当各物料已滴加了67
±
2％时，搅拌速度提高至100～110转/分钟，各物料全部加完、开始进行保温阶段时，搅拌速度降回至60～70转/分钟。
[0016]优选的，当所述含有苯环的单体为苯乙烯；所述三种含有羰基的单体中，两种含有羰基的单体为丙烯酸乙酯和丙烯酰胺，同时含羰基和多元醇的单体为丙三醇三丙烯酸酯时，将丙烯酸乙酯和丙三醇三丙烯酸酯混匀后，作为物料1；苯乙烯中和成膜调节剂混匀后，作为物料2；将丙烯酰胺溶解于去离子水后，作为物料3；将引发剂溶解于去离子水后，作为物料4；反应时，物料1
‑
4同时进行滴加。
[0017]本专利技术最后提供了所述的乳液聚合物作为土壤固化外加剂的应用。
[0018]有益效果：本专利技术选取四种含有乙烯基团的化合物单体，在一定的工艺条件下使他们在水和乳化剂形成的乳液相中进行多元共聚合反应，得到预期分子量、预期粘度、预期成膜温度并在固化后具有一定强度的高分子聚合物乳液。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
[0019](1)本专利技术选择的乙烯基单体市场易得，单体共聚成乳液后成膜的软硬度可根据各地土壤的土质差别和使用性能要求进行调整；
[0020](2)采用本专利技术方法制得的聚合物乳液与土壤和无机材料的相容性好、结合力强，制得的路基材料强度高，满足道路施工技术规范的要求；
[0021](3)本专利技术聚合物乳液成膜时间短，其与土壤和其他无机物组合后制成的路基在相对较短的时间内达到强度峰值，因此可减少路基养护时间，大幅缩短道路施工周期。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术通过实施例作进一步说明，但不仅限于本实施例。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件以及手册中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件所用的通用设备、材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0023]实施例1
[0024](1)物料配制：在40份丙烯酸乙酯中加入3份丙三醇三丙烯酸酯，混匀后注入高位槽1；在6份苯乙烯中加入3份异丙醇，混匀后注入高位槽2；将2份丙烯酰胺溶解于8份去离子水后注入高位槽3；将1份过硫酸铵溶解于10份去离子水后注入高位槽4；四个高位槽均标有刻度。在带有内外加热和冷却装置、回流装置和变速搅拌器的反应釜中注入去离子水26份，缓缓加入乳化剂十二烷基苯磺酸钠3份，于60～70转/分钟转速下搅拌3
‑
5分钟后待用。
[0025](2)聚合反应：用氮气吹扫反应釜2～3分钟，启动搅拌器并保持60～70转/分钟转速，然后依次将高位槽1、高位槽2、高位槽3中物料的10％快速放入反应釜中，然后缓缓开启反应釜的内外蒸汽加热阀，待反应釜中物料温度达到64℃时，开始匀速滴加四个高位槽中的物料。乳液聚合反应是放热反应，采用加热或冷却的方式将反应釜中物料温度维持在64～66℃；当各高位槽中的物料剩余约1/3时，将搅拌器转速调至100～110转/分钟；2.5小时内将各高位槽内的物料滴加完毕，然后将搅拌转速调回60本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用作土壤外加剂的乳液聚合物，其特征在于，其主要是由如下四种乙烯基单体制成：一种含有苯环的单体，三种含有羰基的单体，以及在含羰基的单体中，至少一种单体含有多元醇。2.根据权利要求1所述的用作土壤外加剂的乳液聚合物，其特征在于，所述含有苯环的单体为苯乙烯；所述三种含有羰基的单体中，两种含有羰基的单体为丙烯酸乙酯和丙烯酰胺，同时含羰基和多元醇的单体为丙三醇三丙烯酸酯。3.根据权利要求1所述的用作土壤外加剂的乳液聚合物，其特征在于，所述三种含有羰基的单体的总质量与含有苯环的单体的质量比为1.0:0.1～1.0:0.3；所述三种含有羰基的单体中，同时含羰基和多元醇的单体质量与另外两种单体总质量之比为1.0:8.0～1.0:15.0。4.根据权利要求1所述的用作土壤外加剂的乳液聚合物，其特征在于，在室温下，所述乳液聚合物的粘度范围为800～2000mPa.s，优选为1100～1400mPa.s。5.权利要求1
‑
4任一项所述的用作土壤外加剂的乳液聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取所述四种乙烯基单体，在惰性气体保护条件下，在边滴加边搅拌的状态下，进行乳液共聚合反应。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚义刚，刘云，
申请(专利权)人：江苏益路昇新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：