[发明专利]一种抗紫外聚合物乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗紫外聚合物乳液，包括如下质量份的组分：100份紫外光吸收剂，200‑500份去离子水，10‑50份助溶剂，干基质量为5‑20份的LNBR‑SA树脂乳液；LNBR‑SA树脂乳液的制备：往液体丁腈橡胶乳液中加入接枝单体苯乙烯和丙烯腈，接枝单体用量为液体丁腈橡胶乳液干基量的20％‑80％，然后加入乳化剂、分子量调节剂、去离子水和引发剂，进行接枝反应，即得。本发明的抗紫外聚合物乳液中，紫外光吸收剂与乳液具有良好的相容性，减少了有效组分的流失，同时能够加强有效组分停留在聚合物相，并在后续服役期间缓慢释放，实现对聚合物链段结构的保护，进而提聚合物‑水泥基复合材料的抗紫外老化性能。

技术领域

本发明涉及一种抗紫外聚合物乳液及其制备方法，属于建筑技术领域。

背景技术

建筑物外墙抹灰层水泥材料及路面通常采用聚合物乳液改性砂浆，起到防水抗渗、粘附力强的作用，当其应用于建筑或路面结构时，需长时间暴晒在阳光下，而高分子聚合物在紫外光作用下容易产生自由基，进而发生降解、氧化等一系列问题，造成聚合物砂浆性能劣化。聚合物乳液改性水泥基混凝土材料在道路和建材领域的应用较早，早在1939年，美国人Rodwell成功提出了采用合成树脂乳液生产聚合物改性水泥基材料。聚合物掺加量为水泥重量的5～20％，使用的聚合物一般为合成橡胶乳液，如氯丁胶乳(CR)、丁苯胶乳(SBR)、丁腈胶乳(NBR)；或热塑性树脂乳液，如聚丙烯酸酯类乳液(PAE)、聚乙酸乙烯乳液(PVAC)等；此外环氧树脂及不饱和聚酯一类树脂也可应用。当这些聚合物水泥砂浆用于外墙抹灰、涂料等领域时，聚合物易于老化、尤其是紫外光老化的劣势尤为明显。

为了提高聚合物乳液的抗紫外性能，一般采用在聚合物乳液中共混一定比例的紫外光吸收剂，但有机类紫外光吸收剂一般分子量较小，例如，苯丙三唑类、苯酮类，在与涂料、水泥砂浆等拌合中容易流失，且因相分离原因分散不均匀，最重要的是小分子紫外光吸收剂大量分散到混凝土材质中，浓度稀释，聚合物水泥砂浆中需要保护的主要是“聚合物”而非“水泥和集料”，紫外光吸收剂的作用被弱化。

例如，郑天亮等对防紫外线透明涂料进行了研究，通过对涂层试样的紫外线透射率的检测、紫外光老化试验及老化后微观形貌的观测等，对其紫外吸收效能和耐久性做出评定，该防紫外线透明涂料主要由丙烯酸树脂、高效紫外线吸收剂和自由基捕获剂组成，是一种可阻止紫外线透过的透明涂层，它不影响可见光透射，适用范围比较广；韩文礼等先用含氢硅油对4-烯丙氧基-2-羟基二苯甲酮改性得到紫外线吸收剂，然后按比例将丙烯酸树脂、紫外线吸收剂和固化剂混合，制成一种防腐蚀抗紫外线涂料，其对波长240-400nm的紫外线有良好的吸收作用，可用于光照强烈地区的管线、储罐、钢结构等的外表面防腐蚀。这两个现有技术文献针对的丙烯酸树脂一般是溶解在溶剂中的树脂胶液，混入紫外线吸收剂后，后续在固化剂作用下形成透明防护膜，虽然能起到一定的抗紫外效果，但不适用于胶乳改性水泥砂浆的技术领域，难以在胶乳体系下实现分散，对胶乳砂浆的抗紫外效果不佳，并且耐久性差。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种用于改性水泥砂浆的抗紫外聚合物乳液，该聚合物乳液具有优良的抗紫外性能，里面的紫外光吸收剂分散均匀，并且不会在后续的水泥砂浆共混改性中流失。

技术方案

本发明技术原理是利用液体丁腈橡胶(LNBR)乳胶粒子为核，表面接枝反应苯乙烯和丙烯腈(ST+AN)，制备产物作为紫外光吸收剂的吸附型分散剂；因LNBR平均分子量约3000-5000g/mol，其主链为丁二烯和丙烯腈单体共聚，既有极性基团腈基(—CN)，又有非极性基团亚甲基(—CH₂—)等，对紫外光吸收剂粉末或液体状助剂进行吸附、乳化和分散，进而保证其在后续工序中缓慢释放到聚合物体系中，起到防护作用。需要注意的是紫外光吸收剂常见为粉和液体，一般是难溶于水的有机分子，为了实现在水体系中的良好分散，采用高剪切均质机对其进行分散，过程中也可以加入一定量的溶剂促进其分散。具体方案如下：

一种抗紫外聚合物乳液，包括如下质量份的组分：