[发明专利]一种用于板材改性的高分子复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子聚合物领域，具体涉一种应用于板材改性用的高分子复合材料及其制备方法。

背景技术

防水性是板材加工产品的主要性能指标之一，因此板材在加工过程中通常要预先进行一定的处理，以限制该板材与水分接触而吸收水的量，增加其使用期。例如在加热板的加工过程中，需要对板材进行预处理，使其固化形成防水层。

防水涂料是涂刷在建筑物表面上，经溶剂或水分的挥发或两种组分的化学反应形成一层薄膜，使建筑物表面与水隔绝，从而起到防水、密封的作用。防水涂料经固化后形成的防水薄膜具有一定的延伸性、弹塑性、抗裂性、抗渗性及耐候性，能起到防水、防渗和保护作用。

近年来，随着我国板材材加工产品的快速发展，板材工业对板材加工产品的防水性能要求也越来越高。但是一般的防水涂料形成的防水层厚度薄，强度弱，无法耐受水中酸、碱等腐蚀物的侵蚀，导致过早渗漏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于板材改性的高分子复合材料及其制备方法，所述高分子复合材料主要应用于板材加工过程中，通过高分子复合材料与板材中的钙离子反应，固化成防水层。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于板材改性的高分子复合材料，其原料包括以下重量份的组分：聚合物单体296份，改性剂20-40份，保护胶体6-12份，引发剂1.5-3.0份，水300-600份，以及用于调节pH值的酸溶液和碱溶液；

其中，所述聚合物单体为丙烯酸或丙烯酸酯类中的一种或它们的混合物；所述改性剂为硅烷偶联剂；所述保护胶体为聚甲基丙烯酸钠、聚乙烯醇、纳米纤维素或羧甲基纤维素钠中的一种；所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。

进一步，所述丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯。

所述硅烷偶联剂为烯基硅烷偶联剂或甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂。

所述酸溶液为盐酸、柠檬酸、草酸或羧酸中的一种，但不限于此。

所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或碳酸钠中的一种，但不限于此。

所述水为去离子水或蒸馏水。

所述酸溶液和碱溶液的用量为调节酸碱度至相应pH值即可。

本发明所述用于板材改性的高分子复合材料的制备方法包括以下步骤：按重量份称取各组分，

1)将聚合物单体总量19/20的聚合物单体与改性剂预先混合好，得到聚合物单体与改性剂混合物，待用；

2)将保护胶体与水投入反应釜中，控制温度80-90℃，搅拌30-60min；

3)向反应釜中通入浓度为99％的氮气或二氧化碳，并加入酸溶液调节pH值＝3-5；

4)继续向反应釜中投入聚合物单体总量1/20的聚合物单体，搅拌15-20min；

5)向反应釜中投入聚合物单体总量1/20的引发剂，搅拌25-35min；

6)向反应釜中滴加步骤1)得到的聚合物单体与改性剂混合物以及余下的引发剂，滴加时间为5-8h；

7)然后降温至35-40℃，抽真空至反应釜内压力为0.02-0.06MPa，搅拌1-2h；

8)继续释放反应釜内真空并降温至30℃，用碱溶液调节pH＝7.0-8.0，搅拌20min，即得用于板材改性的高分子复合材料。

本发明采用以上技术方案，通过将丙烯酸或丙烯酸酯类聚合物单体与改性剂混合后进行共聚，得到含羧基与硅醇结构高分子复合材料。在板材加工过程中，将板材浸泡于本发明所述高分子复合材料中，板材中的钙离子会与高分子复合材料中的羧基和硅醇结构反应，形成化学键连接并固化成防水层。其机理是有机聚合物乳液颗粒在板材浸泡过程中会渗入板材孔隙，然后在干燥过程中失水变形而成为具有黏结性和连续性的弹性膜层，覆盖于板材表面；同时板材干燥过程中，聚合物分子中的羧基与硅醇结构也会与钙离子形成化学键连接，从而使柔性的聚合物膜层与板材硬化体相互贯穿：柔性的聚合物填充在板材硬化体的空隙中，使板材硬化体更加致密；板材硬化体又填充在聚合物相中，使聚合物具有更好的户外耐久性和更好的基层适应性，从而在板材表面形成一个坚固而有弹性的防水层。本发明工艺简单、施工方便、安全环保，是防水板材加工过程中的理想材料。

具体实施方式

一种用于板材改性的高分子复合材料，其原料包括以下重量份的组分：聚合物单体296份，改性剂20-40份，保护胶体6-12份，引发剂1.5-3.0份，水300-600份，以及用于调节pH值的酸溶液和碱溶液；

其中，所述聚合物单体为丙烯酸或丙烯酸酯类中的一种或它们的混合物；