[发明专利]可再分散聚合物粘胶粉及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥基材料的改性添加剂，具体涉及一种可作为水泥基材料改性剂的可再分散聚合物粘胶粉及其制备方法。

背景技术

自上世纪50年代开始，日本材料学家Yoshihiko Ohama将聚合物胶乳应用到水泥材料中，不但显著地提高了水泥基材料的抗折强度，还由于聚合物胶乳中乳化剂的塑化和引气作用，显著地提高了新拌水泥基材料的流动性和硬化后水泥基材料的抗冻融性，聚合物胶乳成膜后与水泥水化物形成网络结构，抑制了水泥基材料的孔径结构，显著地降低了水泥基材料的渗液透气性。聚合物乳胶改型水泥基材料的优异性能引起了从事水泥材料研究的科研工作者的高度重视，现已成功应用的聚合物胶乳主要有聚乙烯-醋酸乙烯酯胶乳(EVA)、丁苯胶乳(SB)和苯丙胶乳等，主要用做混凝土修补砂浆、普通修补砂浆、地坪砂浆、自流地坪砂浆、墙地砖粘结剂、勾缝剂等。聚合物胶乳的成功应用扩大了水泥基材料的使用范围，并且显著地改善了水泥基材料的某些性能，但利用聚合物胶乳改性水泥基材料在使用中存在以下问题：首先表现在使用不便且配比难以准确控制，利用聚合物胶乳配制水泥基材料，需分别购买聚合物乳胶和水泥基材料，使用时按比例混合，但聚合物胶乳的固含量不确定，所以各组分的配比难以准确控制；其次是聚合物胶乳中至少50％是水，给运输和储存带来许多不便，而且增加了包装费用。

因此，人们希望有一种单组分体系来更方便地获得聚合物砂浆所拥有的优良性能，可再分散聚合物粉末的问世使这一希望变成了现实。可再分散聚合物粉末是指通过乳液聚合得到的聚合物胶乳，经过干燥或其他手段得到的聚合物粉末，当将其与水按一定比例混合后，可再次形成稳定的聚合物胶乳，并具有原来合成聚合物胶乳的性能。

可再分散聚合物粘胶粉末作为添加剂可显著改善水泥基材料的多种性能，如黏结力、抗渗性等，以这类添加剂改性的水泥建筑干粉与传统的聚合物乳液改性水泥材料相比，具有许多优点：(1)可避免使用时由于液料与粉料的配比难以准确掌握，造成各批料性能上的差异；(2)施工简便易行；(3)由于是粉末状，避免了乳液状因有大量的水而使运输困难、包装大、储存期短、冬季易冻结等问题，降低了成本。

然而，在制备可再分散聚合物粘胶粉末的过程中，遇到的主要问题是，既要使其在水中有较好的再分散性，又不能降低材料成膜后的耐水性，现有技术中，通过聚合物的组份调整可以提高其在水中的再分散性，但同时，却会导致成膜后的耐水性下降的问题。另一难点是，制成粉末后由于聚合物柔性大，很容易再返粘成块。因而，只有解决上述问题，才能使可再分散聚合物粘胶粉末获得大规模推广应用。

发明内容

本发明目的是提供一种可再分散聚合物粘胶粉及其制备方法，在提高加水后的再分散性的同时，保证成膜后的耐水性及粘结强度，并保持原来合成的聚合物性能不变。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可再分散聚合物粘胶粉，它是由醋酸乙烯酯、苯乙烯和丙烯酸酯类单体在添加剂、乳化剂和引发剂的存在下通过乳液聚合进行共聚，先制得聚合物乳液，再通过喷雾干燥法干燥该聚合物乳液，同时加入防粘剂而制得的，所述添加剂选自氢氧化钾或氢氧化钠。

上述技术方案中，所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯或丙烯酸异辛酯。

乳液聚合是一种常见的聚合方法，本领域技术人员能够根据共聚单体选择乳化剂和引发剂。优选的技术方案是，所述乳化剂选自明胶、OP乳化剂、聚乙烯醇中的一种；所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。

上述技术方案中，所述防粘剂选自白碳黑、高岭土、滑石粉或甲酸钙中的一种。

该可再分散聚合物粘胶粉的具体制备工艺包括以下步骤：

(1)取共聚单体总质量的3％-10％的乳化剂，和共聚单体总质量1％-3％的添加剂溶解于水中，得到组分a；

(2)取共聚单体总质量的0.2％-1％的引发剂，溶解于水，得到组分b；

(3)将共聚单体醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸酯类单体按质量比10-30∶10-50∶30-60混合均匀，得到混合单体；

(4)将组分b和混合单体加入已升温至70-90℃的组分a中，反应3-4小时后，升温至90-100℃反应1-2小时，冷却，得到聚合物乳液；

(5)将乳液用喷雾法干燥，在喷雾时加入单体总质量的10％-25％的防粘剂，即获得所需的可再分散聚合物粘胶粉。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：