[发明专利]一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及防水涂料领域，具体公开了一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用。所述无氨苯丙乳液主要由苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸‑2‑乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯单体、丙烯酸羟丙酯单体和聚(丙二醇)丙烯酸酯单体等共聚而成。本发明制备的苯丙乳液粒径为275nm‑285nm，玻璃化转变温度为20℃，最低成膜温度6℃，在温度较低的环境下不加成膜助剂仍可成膜，减少了成膜助剂的使用，降低了成本，且无氨、无甲醛、无其他污染物排放，产品性能优异且绿色环保。采用本发明无氨苯丙乳液制备的聚合物水泥防水砂浆抗渗性能强、粘结强度高、吸水率低，且具有优异的疏水性能、抗压性能和抗折性能。

技术领域

本发明涉及防水涂料技术领域，尤其涉及一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用。

背景技术

近年来随着人们环保意识的增强，水分散体系或者水基涂料正在逐步取代以有机溶剂为分散相的传统涂料和油漆，水基涂料在储存和施工等阶段对体系中的乳液选择具有独特的性能要求，高性能的乳液能够提高水性涂料的综合性能，而且清洁环保，并保证使用过程中的施工安全性。

苯丙乳液是一种经济实惠的水性涂料成膜物，它是由苯乙烯、丙烯酸及其酯类单体共同聚合的产物，是乳液聚合中研究较多的体系，也是当今世界有重要工业应用价值的十大非交联型乳液之一。苯丙乳液作为一类重要的中间化工产品，有着非常广泛的用途，现主要用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、粘合剂以及施胶剂等领域。

但是传统的苯丙乳液大多都是使用丙烯酰胺及含有酰胺基团的材料作为单体，酰胺基团遇到水泥后会发生反应释放出氨气，结果导致氨气的大量挥发污染环境，对施工人员造成伤害。目前市面上虽然有一些低氨、无氨的苯丙乳液产品，但是现有的低氨或无氨苯丙乳液产品抗渗性能较差，抗折、抗压强度低，粘接强度、吸水率方面也不太好。因此，研发出一种既具有吸水率低、抗渗性能强特性，又具有较高抗折、抗压强度的无氨苯丙乳液是目前水性涂料行业的发展趋势。

发明内容

针对现有技术中苯丙乳液氨含量高、吸水率高、粘结强度低、抗渗性能差和抗折、抗压强度低等问题，本发明提供一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种无氨苯丙乳液，包括如下重量份数的原料组分：苯乙烯：190份-230份，丙烯酸正丁酯：165份-195份，丙烯酸-2-乙基己酯：50份-60份，丙烯酸：1.5份-2.5份，丙烯酸羟乙酯：7份-13份，丙烯酸羟丙酯：9份-15份，聚(丙二醇)丙烯酸酯：7份-13份，引发剂：1.4份-2.0份，硅烷偶联剂：3份-4份，pH调节剂：3份-5份，消泡剂：1.3份-1.8份，杀菌剂：1.6份-2.4份，第一乳化剂：8份-12份，第二乳化剂：0.4份-0.6份，氧化剂：0.4份-0.6份，还原剂：0.4份-0.6份和去离子水：400份-500份。

相对于现有技术，本发明提供的无氨苯丙乳液在乳液合成过程中引入了聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯极性单体，这些极性单体的羟基可以与丙烯酸、丙烯酸正丁酯等单体发生交联作用，且聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯单体具有较大的极性，使得苯丙乳液粒子具有较强的附着力，进而提高苯丙乳液与水泥、沙子和基材的粘接强度；另外，聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯的羟基可使苯丙乳液粒子间形成稳定的网状结构，避免了苯丙乳液粒子的聚集和沉降，可以提高苯丙乳液粒子稳定性，同时又与颜填料有很好的相容性。

引入的聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯极性单体还可在苯丙乳液粒子表面形成极性基团，在聚合过程中，苯丙乳液粒子表面所带的乳化剂和水等极性分子易渗透到苯丙乳液粒子中，从而产生增塑作用，降低苯丙乳液最低成膜温度，在温度较低环境下不加成膜助剂仍可成膜，降低了成本，减少了成膜助剂排放。

极性疏水大单体聚(丙二醇)丙烯酸酯共聚到苯丙乳液粒子表面时，由于其比其他极性单体具有更好的疏水性，在提高极性、增加粘接强度同时又很好的控制了涂膜的亲水性，达到了更好的抗渗效果。