[发明专利]通过界面反应得到的可再分散的环氧树脂粉末

说明书

技术领域

本发明涉及用于水泥组合物的可再分散的聚合物粉末组合物，所述可再分散的聚合物粉末组合物是由以下物质制备的：环氧树脂、胶体稳定剂以及界面交联剂。

发明背景

在建筑应用中,可以使用水泥、砂子和有机聚合物制备灰浆。为了减少运输成本，聚合物可以以可再分散的聚合物粉末的干态形式运输和加入。可再分散的聚合物粉末作为粘结剂，用来改进水泥粘合剂制剂的粘合性。聚合物的粉末形式通常是通过以下方式制得的：对液体聚合物组合物进行喷雾干燥，制得自由流动的粉末。为了在加入该聚合物粉末的应用制剂(例如混凝土)中起到其作用，希望该聚合物粉末能在应用制剂中很容易地再分散。

由乳液聚合物制得的可再分散的聚合物粉末被广泛用于各种建筑用途，例如水泥基砖瓦粘合剂(CBTA)、自动流平地板铺设配混物(SLFC)，用来改进水泥组合物的机械性质，所述乳液聚合物包括例如乙酸乙烯酯/乙烯共聚物，各种丙烯酸类聚合物,苯乙烯/丁二烯共聚物,以及乙酸乙烯酯/叔羧酸(versatic acid)乙烯基酯共聚物。为了进一步改进水泥组合物的机械性质和化学性质，例如水硬性稳定性、抗压缩性、耐磨性、耐溶剂性以及耐化学性和防污性,需要用可交联聚合物制备可再分散的聚合物粉末。

环氧树脂是可交联的聚合物，用来使得包括混凝土在内的水泥材料具有韧性、减小的透水性、快速凝固、以及耐化学性和防污性。环氧树脂还用来修复混凝土和水泥灰浆以及防水砂浆层或涂层。人们已经将环氧官能团结合入乳液聚合物中,例如通过以下方式来完成所述结合：使用甲基丙烯酸缩水甘油酯以及可聚合的环氧官能单体，或者在聚合步骤之前或之后将极低分子量的液态环氧树脂与丙烯酸类胶乳掺混。但是，所述环氧官能团的含量很低，获得的所需性质极少，这些所需的性质可能是由可交联聚合物带来的。另一种方式是利用水性环氧乳液或者液体环氧树脂,以及水性硬化剂与水泥合并,形成三份式体系，但是这种体系很难进行加工，具体来说是难以进行运输、混合，储存寿命短，容易造成设备污染等。我们发现通过对液态环氧树脂或者液态环氧乳液进行干燥，会形成无法进行再分散的结块，而不是形成粉末，即使在使用干燥助剂和抗结块剂的时候也是如此。

Warner等人在美国专利第4,123,403号中公开了通过连续挤出法制备具有受控粒度的水性环氧树脂微悬浮液。待分散的聚合物可以是任何常规固体热塑性树脂，例如在约高于20℃的温度熔化，优选在大约50-200℃熔化，更优选在大约80-200℃熔化,所述热塑性树脂的降解温度略高于其熔点。该文献公开了待分散的聚合物不一定是纯聚合物，例如热塑化的聚合物可以包含常规添加剂，例如颜料、染料、填料、稳定剂、阻燃剂、乳化剂等。优选是乳化剂是作为保护胶体的那些乳化剂，例如聚乙烯醇，优选其分子量至少约为50,000,特别优选至少约为100,000。机械分散可以在比树脂的熔点高至少20℃、优选高至少40℃的温度下进行,所述熔点定义为树脂从固态转变为可流动的粘性液体的相变的温度。该文献公开了可以通过常规的方式，例如过滤、离心、蒸发和喷雾干燥，对微悬浮液进行脱水，从而从水性聚合物微悬浮液制得细分散的聚合物粉末。该文献公开了所述粉末可以用于静电涂覆或者印刷工艺，可以在纸张涂料中作为塑性颜料。

在Warner等人专利的实施例1中,使用水解程度88％的大约120千克/摩尔的聚乙烯醇水溶液，相对于固体环氧树脂，聚乙烯醇的浓度为5.7重量%,固体环氧树脂的软化点为72°C,在大约102℃下进行所述机械分散工艺，在此温度下，从连续聚合物转化为不连续聚合物。在冷却之后，分散的固体聚合物颗粒的体均粒径约为0.55微米。但是，虽然所述树脂的软化点为72°C,玻璃化转变温度低得多，制得的聚合物颗粒将表现出很差的再分散性。本发明人发现，具有约低于50℃的低玻璃化转变温度(T_g)的环氧树脂具有很差的再分散性，即使在制备所述环氧树脂的水分散体的时候使用胶体稳定剂如聚氯乙烯的情况下也是如此。另外,Warner等人没有公开在水泥组合物中使用喷雾干燥的可再分散的聚合物粉末。

在本发明中,我们惊人地发现,通过使用包含聚乙烯醇作为胶体稳定剂或者喷雾干燥助剂、以及界面交联剂的具有低玻璃化转变温度(T_g)的热固性或可交联环氧树脂，在水泥应用中出人意料地提供了极佳的再分散性和显著的稳定性。

发明概述