【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及羧基丁苯胶乳的制备，具体涉及一种改性羧基丁苯胶乳及其制备方法和应用。
技术介绍
1、早在20世纪初期，cresson申请了天然橡胶乳液作为外加剂与水泥基材料结合并应用于道路路面方面的专利，而随后lefebure申请了聚合物改性砂浆的专利，以水泥、细骨料，掺加聚合物和添加剂等材料并以其设计配合比混合制成的建筑防水材料。自此，为聚合物改性水泥砂浆的发展拉开序幕。之后相关学者陆续开展对于不同种类的聚合物单掺或者复掺改性水泥砂浆的研究，并应用于实际工程。
2、目前，防水市场的聚合物水泥防水砂浆主要应用于零售家装渠道的厨房、卫生间和阳台，受制于成本原因，相比于聚合物水泥防水浆料，其应用较少。随着《gb 55030-2022》建筑与市政工程防水通用规范的推出，聚合物水泥防水砂浆市场即将发生翻天覆地的变化，规范中明确要求外墙防水等级为一级的框架填充或砌体结构外墙，应设置2道及以上防水层，且其中一道防水层必须为防水砂浆。在最新外墙防水规范中明确要求，双组分聚合物水泥防水砂浆施工厚度不少于5mm，当用于地下工程时，聚合物水泥防水砂浆防水层的厚度不应小于6mm。而当前市场上的聚合物水泥防水砂浆主要施工方式为辊涂型施工，两道施工后，其厚度仅为1～1.5mm，远远不能满足规范要求。
3、目前，市场上的聚合物水泥防水砂浆主要为jc/t 984-2008标准中的ι型产品，其吸水率≤6％，7d抗渗压力≥0.8mpa，7d粘结强度≥0.8mpa，而《gb 55030-2022》建筑与市政工程防水通用规范对聚合物水泥防水砂浆
4、因此，防水厂家常常在聚合物水泥防水砂浆配方中添加较多的有机硅憎水剂来解决此问题，但是此举会降低防水砂浆表面张力，形成荷叶效应，从而导致防水砂浆自身与水泥基层的附着力下降，且其他材料无法在防水砂浆表面进行有效的粘接，需要额外增加一道界面剂造毛施工来解决两层材料之间的有效衔接，使工程成本大幅增加。而丁苯胶乳是由丁二烯和苯乙烯乳液共聚而得，在耐水性方面的表现要优于丙烯酸酯类乳液，但是其抗压折性能、粘结强度以及和水泥的相容性表现一般。
5、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种改性羧基丁苯胶乳。所述改性羧基丁苯胶乳的制备原料包括以下组分：主单体、功能单体、硅烷偶联剂改性的木质纤维、引发剂、乳化剂和反应溶剂。本专利技术使用苯乙烯、丁二烯、丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟丙酯和n-羧甲氧甲基丙烯酰胺为原料，并添加硅烷偶联剂改性的木质纤维，对羧基丁苯胶乳进行改性，该改性羧基丁苯胶乳表现出优异的力学性能、耐水性、抗开裂性、抗冻融性能、水泥相容性和极佳的附着力。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种改性羧基丁苯胶乳的制备方法，所述制备方法采用种子乳液聚合法，制备羧基丁苯胶乳；再采用木质纤维通过硅烷偶联剂的环氧基与聚合物分子链上的羟基和羧基发生化学反应，然后接枝到聚合物分子链上。
3、本专利技术的目的之三在于提供一种所述的改性羧基丁苯胶乳在制备聚合物水泥防水砂浆中的应用。将所述改性羧基丁苯胶乳用于聚合物水泥防水砂浆时，可以实现优异的力学性能、耐水性、抗开裂性、抗冻融性能、极佳的附着力、更高的液粉比和长时间的厚批或喷涂施工，满足当前建筑与市政工程防水通用规范中的力学性能和施工厚度要求，在工业其他应用中也具有很高的潜力。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、第一方面，本专利技术提供一种改性羧基丁苯胶乳，所述改性羧基丁苯胶乳的制备原料包括以下组分：主单体、功能单体、硅烷偶联剂改性的木质纤维、引发剂、乳化剂和反应溶剂；
6、其中，所述主单体包括苯乙烯和丁二烯；
7、其中，所述功能单体包括丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟丙酯和n-羧甲氧甲基丙烯酰胺。
8、在本专利技术中，所述羧基丁苯胶乳以苯乙烯、丁二烯为主要单体，以丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟丙酯和n-羧甲氧甲基丙烯酰胺为功能单体聚合而成；并采用硅烷偶联剂改性的木质纤维对所述羧基丁苯胶乳进行改性，该改性羧基丁苯胶乳表现出优异的力学性能、耐水性、抗开裂性、抗冻融性能、水泥相容性和极佳的附着力。
9、其中，由于丁二烯和苯乙烯单体均为疏水性单体，极性较小，所以耐水性好；且聚合反应或者固化过程中功能单体上的羟基、酰胺基、羧基和腈基会发生相互交联反应，生成三维网状结构，进一步提高致密度，降低吸水率、提升力学性能。
10、其中，以少量的丙烯腈、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸-β-羟丙酯和n-羧甲氧甲基丙烯酰胺为功能单体进行改性处理，在丁苯聚合物的聚合链段中，引入了均匀分布的羟基、酰胺基、羧基和腈基，这些功能基团在聚合和成膜过程中可以发生自交联。少量极性基团羟基、羧基、酰胺基、腈基的引入，从而在不影响耐水性的前提下，相比于普通丁苯胶乳可以进一步提高防水砂浆的抗压折强度、抗渗性能、抗冻融性能、抗开裂性以及与基层的粘结强度。而且羧基、酰胺基可以和水泥水化生成的ca(oh)2发生化学反应，生成以离子键结合的大分子网络交织结构，增加其结构的密实性。同时，可以抑制砂浆泛碱，提高产品观感，因为ca(oh)2会和空气中的二氧化碳反生反应生成白色碱性物质，附着在防水砂浆表面。与普通羧基丁苯乳胶相比，丙烯腈功能单体的引入可以提高乳胶的tg和交联度，从而使乳胶的强度表现更加优异。
11、其中，采用硅烷偶联剂改性的木质纤维对所述羧基丁苯胶乳进行改性，即纳米木质纤维通过硅烷偶联剂的环氧基与聚合物分子链上的羟基和羧基发生化学反应，然后接枝到聚合物分子链上。其作为防水砂浆的聚合物乳液，液料组分和粉料组分通过机械搅拌后，乳液均匀的分散在水泥水化后产生的毛细孔以及填料间隙中，在砂浆干燥过程中，可以通过纤维结构的毛细管作用，将系统内部的水分迅速地传输到砂浆表面和界面，使得砂浆内部的水分均匀分布明显减少结皮现象，并使得粘结强度和表面强度明显提高，由于干燥过程中张力的减少而明显起到抗裂的作用，可以很好的解决目前双组分聚合物水泥防水砂浆厚批易开裂的问题。
12、作为本专利技术一优选实施方案，所述改性羧基丁苯胶乳的制备原料按重量份数计包括以下组分：
13、苯乙烯8～38份、丁二烯8～38份、丙烯腈0.25～2.5份、甲基丙烯酸0.2～2.5份、甲基丙烯酸-β-羟丙酯0.25～2.5份、n-羧甲氧甲基丙烯酰胺0.25～2.75份、硅烷偶联剂改性的木质纤维0.02～2份、引发剂0.1～0.5份、碱性中和剂0.05～0.4份、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性羧基丁苯胶乳，其特征在于，所述改性羧基丁苯胶乳的制备原料包括以下组分：主单体、功能单体、硅烷偶联剂改性的木质纤维、引发剂、乳化剂和反应溶剂；
2.根据权利要求1所述的改性羧基丁苯胶乳，其特征在于，所述改性羧基丁苯胶乳的制备原料按重量份数计包括以下组分：
3.根据权利要求1或2所述的改性羧基丁苯胶乳，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性的木质纤维为环氧基硅烷偶联剂改性的木质纤维；
4.根据权利要求1或2所述的改性羧基丁苯胶乳，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸盐，优选为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为过硫酸铵；
5.根据权利要求1或2所述的改性羧基丁苯胶乳，其特征在于，所述改性羧基丁苯胶乳的制备原料中还包括：0.01～0.08份的螯合剂；
6.一种根据权利要求1～5中任一项所述的改性羧基丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的改性羧基丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，所述种子乳液的制备原料按质量百分含量计包括以下组分：
<...【技术特征摘要】
1.一种改性羧基丁苯胶乳，其特征在于，所述改性羧基丁苯胶乳的制备原料包括以下组分：主单体、功能单体、硅烷偶联剂改性的木质纤维、引发剂、乳化剂和反应溶剂；
2.根据权利要求1所述的改性羧基丁苯胶乳，其特征在于，所述改性羧基丁苯胶乳的制备原料按重量份数计包括以下组分：
3.根据权利要求1或2所述的改性羧基丁苯胶乳，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性的木质纤维为环氧基硅烷偶联剂改性的木质纤维；
4.根据权利要求1或2所述的改性羧基丁苯胶乳，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸盐，优选为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为过硫酸铵；
5.根据权利要求1或2所述的改性羧基丁苯胶乳，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘向，王颖，孙前晟，李金钟，
申请(专利权)人：亚士创能科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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