[發明專利]一種丙烯酸系核殼聚合物乳液及其制備方法

無效

• 申請號: 200910092846.1
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN102020747A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 呂書人;李興明;李曉東
• 申請（專利權）人: 北京東聯化工有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/44;C08F220/14;C08F220/56;C08F2/30;C08F2/26;C04B24/26;C04B103/65
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 魯兵

技術領域

本發明涉及一種用于耐低溫聚合物水泥防水材料的核殼聚合物乳液，具體地是具有較低tg值并且保證聚合物水泥組合物具有良好的拉伸強度的丙烯酸系核殼聚合物乳液。本發明還涉及該丙烯酸系核殼聚合物乳液的制備方法。

背景技術

隨著城市化迅猛發展，建筑業蓬勃興起，屋面防水被廣泛采用，新型的防水材料也大量涌現。聚合物水泥防水材料就是其中的一種新型環保型功能材料，該材料施工簡單，成本低，同時具有防水、防潮、抗裂、耐腐蝕、粘結力強等特點，因此廣泛應用于各種防水工程，例如廁浴、廚房間、建筑物外墻、坡瓦屋面、地下工程和儲液池等的防水。

聚合物水泥防水材料是用有機聚合物乳液對特種水泥改性并輔以多種助劑，通過特殊工藝制備而成。該材料的配方設計機理是基于有機聚合物乳液失水而成為具有粘結性和連續性的彈性膜層，同時在失水過程中水泥吸收乳液中的水發生水化反應而成為水泥硬化體，柔性的聚合物膜層與水泥硬化體相互貫穿牢固地粘結成一個堅固而有彈性的防水層。水泥硬化體的存在，有效地改善了聚合物成膜物質遇水溶脹的缺陷，使防水層既有有機材料高韌、高彈的性能，又有無機材料耐水性好、強度高的優點。

我國幅員遼闊，南方冬季氣溫最冷也就是-2～-3℃，北方則平均為-20℃左右，而在東北新疆地區冬季氣溫可達到-30℃以下。在嚴寒條件下需要聚合物乳液具有較低的玻璃化轉變溫度(tg)，否則由于溫度變化、水分的冷凍熔融使得水泥硬化后溶液產生裂縫。然而，低tg值對應的共聚物往往具有較低的拉伸強度，而高tg對應的共聚物具有較高的拉伸強度。為了保證低溫下的應用，聚合物乳液應該同時具備低tg值以及高拉伸強度兩種性能，而現有產品尚不能同時這兩種性能難于適用于我國各地區的各種氣候條件，尤其是在-30℃以下的氣候條件。

發明內容

如上所述，雖然目前廣泛使用聚合物水泥組合物作為防水材料，但在低溫(-30℃以下)的條件下，仍存在著聚合物水泥組合物硬化后產生裂縫、彈性不佳、強度不高等缺點。

因此，本發明的一個目的在于提供一種用于耐低溫聚合物水泥防水材料的聚合物乳液，其具有較低的tg值，并且與水泥形成的聚合物水泥組合物具有較高的拉伸強度、抗凍融性、以及較佳的防水性和柔韌性。

本發明所述的低溫為-30℃以下，具體地為-30℃～-40℃。

對于用于聚合物水泥組合物的聚合物乳液的典型物理特性是其玻璃化轉變溫度(tg)。當溫度高于tg時，材料行為類似于橡膠，受載時產生彈性變形；當溫度低于tg時，材料行為類似玻璃，易于產生脆性破壞。因此，對于在低溫條件下使用的聚合物水泥組合物，優選tg盡可能地低。綜合氣溫、成本等各種因素考慮，本發明的聚合物乳液的tg值為-30～-40。

對于聚合物水泥用乳液，使用單一組分獲得的共聚物為單一結構，一旦組分確定則其性能隨之而定，無法滿足某些特殊材料的要求。例如，如上所述，對于耐低溫聚合物乳液，要求低tg值以及適當的拉伸強度。但眾所周知，低tg值對應的共聚物往往具有較低的拉伸強度，而高tg對應的共聚物具有較高的拉伸強度。因此，單組分聚合物乳液無法滿足此要求，對此可采用雙組分聚合物乳液來制備同時滿足低tg值以及高拉伸強度的共聚物。

因此，本發明提供了一種丙烯酸系核殼聚合物乳液，其由包括(1)和(2)的組分通過乳液聚合法制成，其中：

(1)為聚合物乳液的核層組分，包括至少以下兩種單體：

丙烯酸丁酯????60-80重量份，和

丙烯腈????????6-10重量份；

(2)為聚合物乳液的殼層組分，包括至少以下兩種單體：

丙烯酸丁酯????????????5-10重量份，和

甲基丙烯酸甲酯????????5-10重量份。

上述的丙烯酸系核殼聚合物乳液的固體含量為55％。

在本發明的丙烯酸系核殼聚合物乳液中，聚合物乳液殼層組分的單體還可進一步包括1-5重量份的鏈轉移劑，鏈轉移劑選自硫醇，優選正十二硫醇。在使用鏈轉移劑的情況下，丙烯酸丁酯∶甲基丙烯酸甲酯∶鏈轉移劑的比例優選為50∶48∶2。

在一個優選實施方案中，上述丙烯酸系核殼聚合物乳液核層組分的單體還包括10-25重量份，優選20-25重量份的丙烯酸辛酯。

在另一個優選實施方案中，上述丙烯酸系核殼聚合物乳液核層組分的單體還包括4-6重量份的甲基丙烯酰胺。

在另一個優選實施方案中，上述聚合物乳液殼層組分的單體還包括0.1-0.75重量份的鏈轉移劑。