[发明专利]由乙烯基酯、(甲基)丙烯酸酯及选择性存在的乙烯共聚单体衍生的共聚物在建筑材料上的用途

说明书

                     技术领域

本发明涉及由乙烯基酯、(甲基)丙烯酸酯及选择性存在的乙烯共聚单体衍生的、经保护胶体稳定的、呈水分散液或水可再分散聚合物粉末形式的共聚物在建筑材料(灰浆组合物)上的用途。

                      背景技术

经保护胶体稳定的，尤其呈水分散液或水可再分散的聚合物粉末的聚合物用于建筑材料。通常是用聚乙烯醇类作为保护胶体。与经低分子量化合物(乳化剂)稳定的系统不同，聚乙烯醇本身有助于增加强度(例如：砖瓦粘合剂内的抗拉粘合强度)，所以非常通用。因聚乙烯醇对丙烯酸酯共聚物或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的稳定化作用不易达成，所以目前优选利用乙烯基酯类及乙烯作为单体以制备可再分散的粉末。尤其，单独利用聚乙烯醇对丙烯酸酯分散液加以适当的稳定化，使所得粉末具有防结块性及耐储性并非一件轻而易举的事。同理乙烯基醇类及乙烯与(甲基)丙烯酸酯的组合亦通常不合格。另一方面，具有该主要成分(例如：乙酸乙烯基酯-丙烯酸丁酯共聚物或乙酸乙烯基酯-丙烯酸酯-乙烯共聚物)的水分散液曾于文献上广泛述及。但，所述分散液是经乳化剂稳定化的，且无法通过喷干法制成可再分散粉末。

若利用乙烯基酯与乙烯的组合，可得到的玻璃化转变温度T_g的范围局限于约+30℃(乙酸乙烯基酯均聚物)至约-25℃。更高的玻璃化转变温度无法达到，因为无单体适合于：可导致玻璃化转变温度高于利用乙酸乙烯基酯所得者的系统。因氯乙烯会影响生态环境而不再容许，所以实质上已终止使用。另一方面，玻璃化转变温度仅可在极度困难的情况下达到低于-25℃，因为所述温度需要乙烯的比例远超过单体混合物的50％。虽然可制得所述高-乙烯聚合物，但因其容易结晶，所以无法再发现显著的玻璃化转变现象。此外，所述聚合物未能显示T_g值应有的高弹性。乙烯基酯及乙烯与(甲基)丙烯酸酯的组合将容易地使T_g范围扩展至更高及更低的T_g值。开始制备所述由纯聚乙烯醇稳定化的、且适于制造可再分散粉末的系统时所显示的问题却妨碍该T_g范围的扩展。

此外，问题不仅发生在聚合物制备时而且发生在聚合物的使用时。尤其若所用聚合物是呈再分散粉末状以改进灰桨性能时(再分散粉末的主要应用场合)，所述配制品必须保持稳定一段时间且其加工连贯性必须无重大变化(粘度稳定或粘合剂稳定)。此外，机械性能，例如；抗压强度、多孔性及空气孔洞含量，在混凝土及灰浆工业界具有重要功能。此外，经分散粉末改性过的水硬型系统的粘着强度应较未经改性或经传统方式改性的系统为佳。

德国专利DE-A 19962566公开了若干以乙烯基酯及(甲基)丙烯酸酯的共聚物为主要成分的可再分散粉末。在该文献所述及的制备方法中，全部或部分乙烯基酯成分是在开始时加入聚合反应器内，(甲基)丙烯酸酯成分是于聚合作用开始之后计量加入。聚合作用是在较高温度下实施；该程序的缺点是：如此制得的聚合物，其分子量较低。K值低于100。结果，若所述聚合物用在建筑材料界，其机械性能不完全合格。

美国专利US-A5,391,608及US-A5,439,960中描述了若干用以制备木材粘合剂的聚合物分散液，其防水性得到改良。所述聚合物分散液的制备方法是：第一步，使乙酸乙烯基酯与一后-交联共聚单体(例如：N-羟甲基丙烯酰胺，NMA)实施共聚合作用，冷却该聚合物分散液之后，通过添加甲基丙烯酸甲酯使其聚合成甲基丙烯酸甲酯聚合物。

欧洲专利EP-A 381122描述了制备粘合剂以制造无纺织物。此处，所制得的是乙烯基酯与不相容共聚单体(例如：甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯)的共聚物。第一步，乙酸乙烯基酯及选择性存在的乙烯实施聚合作用至乙酸乙烯基酯的残留量＜5％，随后将不相容单体计量加入并加以聚合。

本发明的内容是一稳定的、经保护胶体稳定化的低粘度分散液及水可再分散的分散粉末，其主要成分单体选自乙烯基酯、乙烯及(甲基)丙烯酸的酯类，该分散液或分散粉末若用于水泥应用场合，具有完全合格的粘度稳定性及粘合剂稳定性、不妨碍水泥的固化，若用作粘着性灰浆，例如：砖瓦粘合剂及复合绝热系统的灰浆时，显示改进的机械性能，尤其是抗拉粘合强度。