[發(fā)明專利]環(huán)氧納米二氧化硅/嵌段聚合物復合乳液的制備方法

有效

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• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107522868B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設計）人: 陳順;賀行洋;蘇英;王迎斌;楊進;儲勁松;江波;鄭正旗;徐焰;張海峰
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C08F297/04;C08J3/07
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發(fā)明涉及一種環(huán)氧納米二氧化硅/嵌段聚合物復合乳液的制備方法,技術方案包括功能化二氧化硅納米粒子的制備,嵌段聚合物的制備和納米二氧化硅/嵌段聚合物復合乳液的制備,本發(fā)明方法工藝簡單、易于控制、周期短、生產(chǎn)成本低、有效增加納米二氧化硅與乳液之間的界面作用、粘結(jié)性能、防水性能、機械性能、物理性能及耐久性好。

技術領域

本發(fā)明屬于建筑材料領域，具體的說是一種環(huán)氧納米二氧化硅/嵌段聚合物復合乳液的制備方法。

背景技術

目前，建筑破損和建筑滲水情況逐漸嚴重，如建筑前面滲水或者地鐵、隧道等地下工事漏水，已經(jīng)成為急需考慮和解決的建筑問題之一。其伴隨的能耗甚至建筑安全也不容忽視。因此，建筑修復材料也隨之成為是當代社會與經(jīng)濟發(fā)展以及建筑研究的重大課題。作為防水修復材料的聚合物砂漿中的重要組份之一便是聚合物乳液，聚合物乳液作為粘結(jié)劑加入到聚合物砂漿中能提高砂漿的粘結(jié)能力和防水性能，目前用于聚合物砂漿的聚合物乳液多以單聚合物組分或者聚合物的混合乳液(多個單聚合物的混合)為主。

另一方面，二氧化硅納米材料具有良好物理性能和化學耐性，有報導將其單獨加入到混凝土中能有效提高混凝土的機械性能和耐久性能，由于二氧化硅納米材料具有的上述優(yōu)異效果，人們希望將其加入到聚合物乳液中，以進一步提高乳液性能。CN101235232A公開了一種二氧化硅改性水性復合涂料的制備方法，用于制備一種涂料，其組分為：涂料乳液35–44份，多胺聚合物1–3份，成膜助劑2–5份，納米二氧化硅分散體1–4份，鈦白粉5–8份，重質(zhì)碳酸鈣8–20份，硅灰石5–20份，石英粉5–15份，玻璃微珠5–20份，云母粉5–20份，丙二醇丁醚2–5份，甲乙酮1–3份，氨水1–4份。該技術方案中雖然多胺聚合物可實現(xiàn)自交聯(lián)并具有一定的粘結(jié)性能，但是并未考慮納米二氧化硅與聚合物的相容性問題，這種簡單混合反而會影響涂料的機械性能。

CN102504612A公開了一種新型改性二氧化硅及及由其制備復合涂料的制備方法，利用聚酰胺—胺型樹枝狀高分子PAMAM與納米二氧化硅粉體進行混合改性，使二氧化硅表面包裹一層增加碳氮鏈高分子，增加了與成膜基料的相容性，后利用改性二氧化硅、二氧化鈦、碳酸鈣等填料，加入助劑助磨，讓后加入乳液調(diào)配制備復合涂料。該技術方案中，通過對二氧化硅的改性，改善了二氧化硅與成膜基料的相容性，但是這種類似于物理包覆(簡單鍵合)的包覆型修飾的材料在使用中存在剝離的缺陷，耐久性差，會再次影響使用性能。

CN101089055A公布了一種聚合物包覆二氧化硅改性的方法，其中利用氨基類硅烷偶聯(lián)劑，然后與羧基共聚物混合反應制備聚合物包覆二氧化硅復合微粒子。該技術方案中雖然利用了氨基類硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)化了二氧化硅的表面基團，但由于溶液中氨基活性問題，使得其與羧基的相互作用不強，并導致氨基和羧酸的結(jié)合在使用中存在穩(wěn)定性問題，影響實際工程中粘結(jié)和防水方面的性能，也由于氨基和羧酸結(jié)合的耐久性及使用環(huán)境限制不適用于作為聚合物砂漿的粘結(jié)劑。

上述文獻中介紹的含有二氧化硅的聚合物均用于涂料領域，從未有過含有納米二氧化硅的聚合物乳液用于建筑修復材料領域的報導。發(fā)明人在實際工程應用中發(fā)現(xiàn)，如果直接將兩者簡單混合作為復合乳液，由于化學不相容以及物理差異原因，兩者之間存在界面作用，在用作聚合物砂漿時，不僅不能達到提高復合乳液砂漿的機械性能和耐久性的目的，反而會導致復合乳液砂漿各項性能下降。

因此，在制備用于聚合物砂漿的復合乳液過程中，如何增加納米二氧化硅與乳液之間的界面作用，且進一步降低工藝控制難度、縮短工藝流程是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種工藝簡單、易于控制、周期短、生產(chǎn)成本低、有效增加納米二氧化硅與乳液之間的界面作用、粘結(jié)性能、防水性能、機械性能、物理性能及耐久性好的環(huán)氧納米二氧化硅/嵌段聚合物復合乳液的制備方法。

本發(fā)明方法包括以下步驟：