丙烯酸合成高分子防水涂料

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1、淺析丙烯酸合成高分子防水涂料FH-FS3098摘要：本文采用預(yù)乳液半連續(xù)聚合工藝，聚合過程中加入單體以及功能性材料，采用氧化還原方法制備了丙烯酸乳液。以自制的丙烯酸乳液為基料，研究了顏料、填料、分散劑等研制一種丙烯酸合成高分子防水涂料FH-FS3098具有高耐擦洗性、高耐沾污性、高凍融穩(wěn)定性、高成膜穩(wěn)定性，并且涂料中的VOC含量低，涂覆于混凝土結(jié)構(gòu)表面能起到很好的保護(hù)作用，提高了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。關(guān)鍵詞：丙烯酸乳液、丙烯酸防水涂料、低VOC、耐久性1引言混凝土的耐久性越來越受到人們的重視。提高混凝土耐久性成為近年來學(xué)術(shù)界和工程界研究的重要方向。提高混凝土耐久性主

2、要途徑有混凝土內(nèi)部措施和外部因素，內(nèi)在因素主要通過提高混凝土材料性能，添加外加劑、改變水灰比等實(shí)現(xiàn)，通過內(nèi)在因素提高混凝土耐久性有一定的限度。外部措施主要是在混凝土表面涂覆涂料實(shí)現(xiàn)。防水涂料是通過阻止有害物質(zhì)通過水分浸入混凝土內(nèi)部到達(dá)保護(hù)作用。防水涂料主要有瀝青涂料、合成高分子涂料、無機(jī)復(fù)合材料等，通過摻入適量的顏料、助劑等進(jìn)行加工，得到粘稠狀的液體或固態(tài)粉末現(xiàn)場液化使用的材料。溶劑型涂料因性能突出得到了廣泛的使用，這些涂料在配制和使用時(shí)可揮發(fā)大量對(duì)人體有害的物質(zhì)VOC。VOC不僅對(duì)人體的健康危害大，近年來，各國對(duì)涂料的VOC做了限制，促使涂料向環(huán)保方向發(fā)展。其中

3、水性涂料中以丙烯酸涂料發(fā)展最為迅速，前景最廣，這是因?yàn)楸┧嵬苛喜粌HVOC低，而且屬于柔性防水涂料，它可以適應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)脹縮變化，不像剛性材料那樣易產(chǎn)生裂縫發(fā)生滲水失效，同時(shí)耐久性好、易于施工。丙烯酸樹脂是由丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類和單體共聚而成的一種高分子聚合物。通過選用不同的同的樹脂結(jié)構(gòu)、配方、生產(chǎn)工藝及溶劑組成，可合成不同類型、不同性能和不同應(yīng)用領(lǐng)域的丙烯酸樹脂。以丙烯酸樹脂為成膜基料的涂料稱作丙烯酸涂料。該類涂料具有色淺、保色、保光、耐候、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用多種行業(yè)。隨著工程師研發(fā)了更多的丙烯酸單體，深如研究了制備工藝，丙烯酸涂料在世界范圍發(fā)展迅速

4、。丙烯酸防水涂料一般是有丙烯酸乳液與顏料、填料、分散劑等經(jīng)過一定工藝制成的涂料，具有很多優(yōu)點(diǎn)：1、具有突出的防水性能；2、以水為分散介質(zhì)，屬于水性涂料，是一種環(huán)保型涂料；3、涂膜干燥快，透氣性好，對(duì)基層含水率要求比溶劑型涂料低；4、具有很好的裝飾性和優(yōu)良的耐候性、耐酸堿性、耐擦洗性、與基底結(jié)合牢固等特點(diǎn)，具有很大的發(fā)展前景。丙烯酸涂料中丙烯酸乳液是一類中間產(chǎn)品，用途非常廣泛。丙烯酸乳液克服了油性丙烯酸酯易燃、易爆、有毒等缺點(diǎn)。丙烯酸乳液在國內(nèi)外早已有研制和生產(chǎn)，但是我國的丙烯酸乳液與國外的產(chǎn)品如BASF、國民淀粉現(xiàn)在的漢高相比，還存在相當(dāng)大的差距，表現(xiàn)在防水性能、

5、乳液的穩(wěn)定性等方面。本文通過在丙烯酸乳液聚合中引入單體、選擇高性能的乳化劑、采用氧化-還原引發(fā)劑提高了轉(zhuǎn)換率、對(duì)丙烯酸乳液聚合工藝進(jìn)行改進(jìn)得了性能優(yōu)異的丙烯酸乳液。然后使用自己制備丙烯酸乳液和顏料、填料、助劑等制得了性能優(yōu)異的丙烯酸防水涂料。2、高性能丙烯酸乳液的制備丙烯酸乳液的質(zhì)量決定了后續(xù)研制丙烯酸涂料的性能，目前市場上的丙烯酸乳液還存在如下問題：固含量低、乳液穩(wěn)定性差，表現(xiàn)在耐離子性和貯存穩(wěn)定性不好等。本文選用多種高性能的高分子材料、助劑材料并嚴(yán)格控制乳液制備工藝確保得到性能突出的丙烯酸乳液，作為中間體為后面制備丙烯酸涂料做準(zhǔn)備。2.1丙烯酸乳液制備的材料：

6、甲基丙烯酸甲酯：120、丙烯酸丁酯80、甲基丙烯酸6、甲基丙烯酸羥丙酯6、OP-10乳化劑、十二烷基苯磺鈉2、過硫酸鉀1.2、亞硫酸氫鈉0.15、碳酸氫鈉1.2、氨水、水220。2.2丙烯酸乳液的制備方法：采用乳液半連續(xù)聚合工藝，將適量的水、十二烷基苯磺鈉和混合乳化劑、碳酸氫鈉加入容器中攪拌，升溫至85℃，將部分的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥丙酯加入到混合液中反應(yīng)20分鐘，得到外觀蘭色的乳液，然后將剩余的丙烯酸單體加入反應(yīng)容器中，在反應(yīng)后期將亞硫酸氫鈉加入反應(yīng)容器中，保溫30分鐘，升溫至95℃，繼續(xù)保溫50分鐘，最后降溫至55℃，用氨水調(diào)節(jié)

7、PH至6.5，過濾后得到丙烯酸乳液。2.3丙烯酸乳液的性能檢測對(duì)制備的丙烯酸乳液進(jìn)行性能檢測，檢測結(jié)果如下：表一.丙烯酸乳液性能檢測結(jié)果2.4.分析與討論2.4.1軟硬單體配比對(duì)丙烯酸乳液的影響本文研究選用甲基丙烯酸甲酯MMA、丙烯酸丁酯BA為主要單體，其中MMA為功能單體也屬于硬單體，Tg(378.15)高、硬度和強(qiáng)度高；BA是軟單體，Tg(293.15)低、成膜性能和粘結(jié)性能好。MMA作為功能單體，是一種親水性單體，可抑制凝膠的產(chǎn)生，改善聚合工藝，同時(shí)提高了涂料的附著力。通過試驗(yàn)得到軟硬單體的用量比對(duì)成膜穩(wěn)定性的影響如表：表二.MMA與BA比值對(duì)聚合穩(wěn)定性及乳

8、液性能的影