[發(fā)明專利]一種提高混凝土抗彎拉強度的羧基丁苯膠乳的合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610112833.2
• 申請日: 2006-09-05
• 公開（公告）號: CN101139414A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 俞燕龍;潘廣勤;張耀亨;郝愛;孫莉;樊愛蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油蘭州石油化工公司
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F2/38;C08F4/30;C08F2/24;C04B24/26;C08F236/08;C08F220/44;C08F220/56
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司
• 代理人: 謝小延

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用丁苯膠乳熱法乳液聚合共軛二烯烴-苯乙烯共聚物的合成方法制備提高混凝土抗彎拉強度的羧基丁苯膠乳的合成方法。

背景技術(shù)

國外混凝土改性用丁苯膠乳的生產(chǎn)中，苯乙烯、丁二烯為聚合主單體，一元不飽和羧酸為第三功能單體，多數(shù)采用一次進料方式。采用的苯乙烯與丁二烯配比不同所形成的共聚物性能不同。如D623路面混凝土改性用膠乳，其苯乙烯與丁二烯的比為65∶35；B1603膠乳用于水泥基防水材料，其苯乙烯與丁二烯比30∶70。結(jié)合苯乙烯量高于60％，則膠乳在常溫下固化成膜較慢，并形成硬樹脂性質(zhì)的膜。用于改性水泥砂漿時，苯乙烯含量為60-65％的膠乳綜合性能良好。苯乙烯含量過高，雖然可以提高抗壓與拉伸強度，但卻降低了粘接性與彎曲性能。若用不飽和羧酸或不飽和羧酸酯來作為第三功能單體，其加入量相對于苯乙烯、丁二烯總用量的3-10％，即可制得羧基丁苯膠乳。乳化劑用量范圍較寬，一般是1％-5％。目前趨向于采用低皂或無皂乳液法來進行聚合反應。例如近幾年來，日本JSR公司已開發(fā)出含乳化劑量少提高甲乙酮裝置丁烯利用率工藝技術(shù)開發(fā)或不含乳化劑且與混凝土摻混性好的混凝土改性用羧基丁苯膠乳。一般采用過硫酸鹽熱分解型引發(fā)劑進行聚合，聚合溫度80-85℃，引發(fā)劑用量為0.15-1.0％。從國外專利看，制備混凝土及水泥砂漿用丁苯膠乳的合成技術(shù)主要有：①高溫法。在中低皂復合乳化體系下，聚合反應溫度78℃-85℃；②中溫法。在高皂復合乳化體系下，聚合反應溫度40℃-65℃；③低溫法。在脂肪酸皂乳化體系下，聚合反應溫度5℃-30℃，氧化-還原引發(fā)體系。國外相關(guān)專利主要特點是：通過選擇適當?shù)亩”奖纫约捌渌δ軉误w，來控制聚合物的玻璃化溫度。多采用一元不飽和羧酸作為第三功能單體，以使聚合物具有一定的化學反應性和親水性能或其他特殊性能，。乳化體系采用陰離子乳化劑，用量較高，目前正在趨向于采用高分子乳化劑和可反應性乳化劑。引發(fā)體系多采用過硫酸鹽熱引發(fā)體系。聚合配方專利保護范圍主要是乳化劑種類及用量、合成助劑種類及用量。美國專利介紹，使用丁苯膠乳與水泥等組分組成膠乳水泥體系，可有效防止水等流體的滲漏，該體系可用于建筑物中以及橋梁涵洞、隧道、道路等的防水。增加水泥體系的抗變形能力。提高膠乳水泥體系的粘接力等，指出聚合物的玻璃化溫度與其應用性能有很大的關(guān)系，膠乳的粒徑在100-250nm之間。日本專利介紹，在丁二烯和苯乙烯中加入含烷基苯磺酸類表面活性劑，少量的一元羧酸，硅烷偶合劑制成的陰離子膠乳加入水泥灰漿或混凝土中可提高其物理性能和加工性能。將共軛二烯烴類單體和其他單體以及不飽和羧酸類單體進行乳液聚合。所合成膠乳以5-30wt.％的比例加入水泥中，可使水泥流失量減少，粘合力增強。德國專利介紹了一種制備穩(wěn)定的羧基丁苯膠乳(固體含量大于50％)的方法。得到的膠乳殘余單體含量低，粒徑大并且分布范圍窄，結(jié)合羧酸含量高，起泡性低。產(chǎn)品用作混凝土或水泥砂漿改性劑。采用丁苯比為20～80/30～70，采用如H(CH₂)_d(OC₂H₄)_eSO₃X的特殊乳化劑，制得一種混凝土改性用的丁苯膠乳。國內(nèi)在水泥改性方面主要采用氯丁膠乳、丙苯膠乳等橡膠乳液及環(huán)氧樹脂膠，例如四川長壽化工總廠生產(chǎn)的氯丁橡膠可用于水泥改性，其技術(shù)指標為：總固物(％)≥48，pH≥11，相對密度≥1.1，粘度(MPa.s)≤40，硫化膠抗張強度(MPa)≥15，伸長率(％)≥800，結(jié)晶速度慢，膠乳儲存期(15-25℃)為8個月以上；福建師范大學高分子研究所研制的YS-101膠乳用于水泥和木材、木材和木材的粘接，木材與混凝土界面的粘結(jié)強度(固化24小時，室溫)為2.7MPa，室溫條件下固化168小時粘結(jié)強度3.2MPa，95％濕度下處理72小時粘結(jié)強度2.9MPa。CN1106445A介紹使用單一陰離子乳化劑合成丁苯膠乳改性水泥砂漿。CN1208737A介紹了一種高穩(wěn)定性羧基丁苯膠乳改性水泥砂漿的方法，主要用于飾面材料。以上技術(shù)采用的單體及助劑種類繁多，價格昂貴，不利于在國內(nèi)推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是采用普通乳液聚合的方法，減少單體及助劑種類及用量，合成出用于路面混凝土改性，提高路面使用壽命，減少路面基鈑脆斷，提高混凝土抗彎拉強度的羧基丁苯膠乳，路面混凝土中加入少量改性用丁苯膠乳可以對混凝土起到減水、增強和增韌的作用。

本目的是由如下方案實現(xiàn)的：

(1)合成組分按質(zhì)量份配比如下：