[发明专利]一种建材用无皂微乳液及其制备方法

说明书

本发明提供一种硅改性无皂微乳液及其制备方法：所述制备方法使用反应型乳化剂，通过氧化还原体系引发进行低温聚合，得到硅改性的无皂微乳液。该方法制备的乳液平均粒径小，在水泥体系中分散性好，在低掺量(2‑6%)下可使水泥砂浆的抗折强度和抗冻融性、抗渗性有明显改善。

技术领域

本发明提供一种建材用无皂微乳液及其制备方法，属于建材科技领域。

背景技术

水泥基材料是建筑材料的核心成员，长久以来，脆性一直是困扰水泥基材料的一大问题。向水泥基材料中引入柔性组分是解决这一问题的重要途径，聚合物改性混凝土是这一思路的成功实践，通过在砂浆、混凝土中引入大量的聚合物乳液，形成有机/无机相的互穿网络，可明显改善水泥基材料的抗折强度等韧性相关指标。

然而，传统的聚合物改性水泥存在抗压强度低，乳液掺量高(适宜聚灰比常在10％以上)，成本高的问题，而且，乳液制备过程中所使用的表面活性剂往往有较强的引气性，需外加较多的消泡剂来抵消引气效应。

基于以上问题，需要开发高效能、低掺量、低引气的新型乳液是建材用乳液的发展方向。采用无皂乳液聚合，引入反应型乳化剂可以有效降低游离乳化剂带来的引气作用。目前关于无皂乳液及制备方法的专利报道很多，如CN200410036469.7、CN201010548658.8、CN201210053914.5、CN201310438057.5、CN201410308702.6、CN201511007569.1等，但上述专利所采用的反应型乳化剂均为离子性化合物，对于水泥高碱高盐的溶液环境适应性不佳。相对于离子性乳化剂，非离子型乳化剂对于水泥溶液环境的耐受性要改善很多，但是非反应性的小分子非离子乳化剂也具有较强引气性，且APEG类非离子乳化剂对水生生物有较强毒害作用，不符合环保理念。而对于反应型非离子乳化剂，目前市面上商用产品大多成本较高，且在建材用乳液中的相关研究和报道极少，尚待开展。

发明内容

基于以上背景，本发明提供一种建材用无皂微乳液及其制备方法，在增加混凝土的抗折强度的同时基本不影响混凝土强度，同时对于水泥高碱高盐的溶液环境适应性好。

本发明所述的建材用无皂微乳液，其组成包括硅改性苯丙聚合物和水，所述硅改性苯丙聚合物占微乳液总质量的百分比为20-40％

所述硅改性苯丙聚合物的分子链段中包含下述式1-6所示的结构单元

结构单元1中，R1为氢原子或甲基，R2是苯基、乙酰氧基、羧酸甲基/乙基酯中的任意一种；且满足以下条件：当R2为苯基或乙酰氧基时，R1为氢原子，当R2为羧酸甲基/乙基酯时，R1为甲基；

结构单元2中，R3为C2-C8的直链或支链饱和烷基；

结构单元3中，R4为氢原子或甲基，X为碳硅键，或任意的在室温-100度下和水溶液中稳定的C10以下有机基团，R5为甲基、乙基或乙酰氧基；

结构单元4中，R6为氢原子或甲基，X为含有长链(C8-C18)饱和烷基或链段的有机基团、Z1为阴离子性基团(举例：羧基、磺酸基、磷/膦酸基对应的盐)；

结构单元5中，R7为氢原子或甲基，Z2为阴离子性基团(举例：羧基、磺酸基、磷/膦酸基对应的盐)；

结构单元6中，R8为氢原子或甲基，p1、p2满足以下条件：p1＝4～16，p2＝10～40，且满足p1/p2＝0.2～0.6；

各结构单元的聚合度n1～n6的相对比值需使得各结构单元的质量份数比满足下表中条件：

表1本发明所述聚合物中各结构单元的质量份数比

所述硅改性苯丙聚合物无需乳化剂的存在，可稳定分散于水中，其粒径小与60nm。