一種可再分散乳膠粉及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種可再分散乳膠粉的制備方法，包括以下步驟：（1）制備陽離子乳液；（2）將無機物質的前驅體置于上述陽離子乳液中進行溶膠凝膠反應，制備無機包覆聚合物核殼粒子結構的復合乳液；（3）上述復合乳液經由噴霧干燥獲得乳膠粉。上述復合乳液中粒子的無機包覆外層具有高熔點或者軟化點，可以防止高溫噴霧干燥過程中在可再分散乳膠粉內部粒子聚合物內核的接觸、融合，以及防止可再分散乳膠粉之間的粘連、結塊和向噴霧干燥器內壁的粘附。干燥獲得的可再分散乳膠粉可具有優良的流動性、可再分散性，以及相應水分散液的再分散膠體穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種制備可再分散乳膠粉的方法，尤其是涉及一種利用具有無機包覆聚合物核殼粒子結構的復合乳液制備可再分散乳膠粉的方法。
技術介紹
可再分散乳膠粉，又叫可再分散樹脂粉末、可再分散聚合物粉末、可再乳化乳膠粉等，是指將含有聚合物組分的水性乳液或者溶液經噴霧干燥等工藝脫水粉化處理得到的聚合物基粉末，加水后能重新分散在水中，生成穩定的水相再分散液，并具有與原聚合物乳液或者溶液相當的性能?？稍俜稚⑷槟z粉主要用作混凝土、水泥砂漿等建筑材料的添加劑，可與水泥等無機粘結料一起使用，可以顯著提高材料的抗折強度，還可作為粉末涂料中的主要成膜粘結 物使用。尤其在水硬性水泥的高分子改性方面，使用可再分散乳膠粉代替乳液添加劑的趨勢上升明顯。在混凝土基質物中添加高分子樹脂可以帶來若干技術性的改進，例如更好的加工性，更高的拉伸和彎曲強度、耐洗刷性以及對不同基材的良好附著力。與常規乳液相t匕，可再分散乳膠粉具有一個突出優點它可以與水泥粘結劑、骨料和其他配方進行干混，制成易于在施工現場應用的單組份產品，一方面可以保證砂漿成分配比的準確，規避施工中人工配料產生的誤差，另一方面干燥粉末產品相比液態產品包裝和運輸成本低，對環境影響小，無需防霉和防凍。這種單組份干混產品有助于解決現行建筑施工中面臨的的缺少技術工人、需要減少工期以及降低成本、勞動力成本增加、建筑材料應用的多樣化、新型建筑材料和對施工質量的需求增加等問題，在建筑化學品市場市場得到了普遍應用。近年來隨著建筑化學品行業VOC排放要求的日益嚴格，可再分散聚合物粉末開始應用于干混型干粉涂料、膩子抹灰和瓷磚粘結料等產品中，應用領域日趨廣泛。就制備方法而言，具備較好粘結、成膜和增韌性能的聚合物組分往往具有較低的玻璃化溫度或者軟化點，使得含有這些聚合物組分的水性乳液或者溶液在經過噴霧干燥處理時，會發生不可逆的粘結、融合和結塊，以及在噴霧干燥器器壁表面的大量粘附，無法獲得具有優良的流動性、可再分散性的乳膠粉粉末?，F行業界的技術解決方式主要有兩種一種方式是在干燥前期預處理過程中向含有這些聚合物組分的水性乳液或者溶液加入一定量的高玻璃化溫度或者軟化點的水溶性的聚合物的保護膠體或表面活性劑，以吸附在聚合物組分表面形成保護層，防止聚合物組分在干燥過程中的相互粘連和板結；另一種方式利用粒子設計技術制備具有軟核硬殼粒子結構的聚合物水性乳液。玻璃化溫度較低的內核聚合物組分可以保證產品的粘結、成膜和增韌性能，而玻璃化溫度較高、耐熱性較好的外殼聚合物組分可以防止噴霧干燥過程中因為聚合物高溫軟化導致的不可逆的粘結、融合和結塊。但是，方式一中水溶性的聚合物的保護膠體或表面活性劑的加入會極大降低所獲得的可再分散乳膠粉的耐水性能；方式二軟核硬殼粒子結構的聚合物水性乳液的合成中，玻璃化溫度較高、耐熱性較好的聚合物單體單元多為疏水，而玻璃化溫度較低的聚合物單體單元多較親水，將疏水組分至于聚合物/水相界面而將親水組分引入內部會導致軟核硬殼粒子的熱力學形態不穩定，導致合成的聚合物水性乳液難以按照預期設計獲得軟核硬殼的粒子結構。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用具有無機包覆聚合物核殼粒子結構的復合乳液制備可再分散乳膠粉的方法。其利用了具有無機包覆聚合物核殼粒子結構的復合乳液，來防止防止高溫噴霧干燥過程中在可再分散乳膠粉內部以及乳膠粉之間的粘連、結塊和向噴霧干燥器內壁的粘附。干燥獲得的可再分散乳膠粉具有優良的流動性、可再分散性，以及相應水分散液的再分散膠體穩定性。本專利技術的另一目的在于提供上述方法制備的可再分散乳膠粉。 本專利技術的目的通過以下技術方案實現一種可再分散乳膠粉的制備方法，包括兩個步驟陽離子乳液的合成和無機物質的前驅體在上述陽離子乳液中的溶膠凝膠反應，具體步驟如下(I)制備陽離子乳液；陽離子乳液的合成是指最終獲得分散相粒子表面帶有正電荷，體相ξ電位呈現正電性的水相分散液，采用陽離子乳液聚合技術實現。(2)將無機物質的前驅體置于上述陽離子乳液中進行溶膠凝膠反應，制備無機包覆聚合物核殼粒子結構的復合乳液；無機物質的前驅體在上述陽離子乳液中的溶膠凝膠反應是指，借助前驅體在正電荷的分散相聚合物粒子表面的原位水解和縮聚反應，在聚合物粒子表面形成無機物質前驅體的溶膠凝膠產物的包覆層。以有機硅烷前驅體為例，反應過程如下水解反應=Ai— ()R + 11 Λ) Si — Oil + R()H醇相縮聚反應Ξ,SI — OI+ = Si - Oii Si-O-Si Ξ +ROfi水相縮聚反應=.SI-Oii+ = Si-OH Si — O-Si = +H2O在陽離子水相乳液中應以水解和水相縮聚反應為主，分散相粒子表面的正電荷可以吸引體相中的負電性的無機物質前驅體及其低聚物，從而獲得具有無機包覆聚合物核殼粒子結構的復合乳液。(3)上述復合乳液經由噴霧干燥獲得乳膠粉。利用具有無機包覆聚合物核殼粒子結構的復合乳液直接進行噴霧干燥脫除水分即可獲得可再分散乳膠粉。優選的處理方法如下噴霧利用空氣壓力，經噴嘴，如單組分噴嘴、多組分噴嘴或圓盤式噴嘴并采用常用的噴霧設備以流體動力學霧化來實現。基本原理是復合乳液經噴霧成很小的液滴。此種小液滴有很大的表面積，可使其快速蒸發。通過噴霧器轉輪速度或噴霧器氣體壓力達到所需的小液滴的小直徑。所達到的蒸發度足夠從液滴中除去全部水分。通過蒸發冷卻和短的懸浮時間防止了產品的受熱損壞。噴霧干燥器的進口溫度為120-150°C，出口溫度為60-80°C，進料速度為5-20毫升/分鐘。所獲得的可再分散乳膠粉可以常用方法經旋風分離器和布袋除塵器與氣流分開并與抗結塊劑干混，裝袋置于陰涼干燥處保存。所述抗結塊劑為輕質硅酸鋁、膨潤土、硅藻土、碳酸鈣、滑石粉、磷酸三鈣、碳酸鎂、石膏、二氧化硅、高嶺土、偏高嶺土中任意一種或一種以上。優選地，所述溶膠凝膠反應是在保持所用陽離子乳液膠體穩定性的前提下，將陽離子乳液的PH值調整至1-5，或者調整至8-12，作為催化劑；然后在恒溫情況下將無機物質的前驅體緩慢加入到陽離子乳液中并攪拌12小時以上，然后密封陳化12小時以上，即可獲得所述復合乳液；所述前驅體用量為陽離子乳液中固體份的重量的15 150%。溶膠凝膠反應中調pH值所用酸性物質為以下中任意一種或一種以上硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、草酸、甲酸、乙酸、丁二酸、苯甲酸，優選硫酸、鹽酸。調PH值所用堿性物質為以下中任意一種或一種以上氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氨水、乙二胺，優選氨水。優選地，所述陽離子乳液是使用單烯鍵式陽離子不飽和單體進行聚合制備得到的。 優選地，所述陽離子乳液各組分的質量份數如下 陽離子不飽和單體 0.005-5份 硅烷不飽和單體O 5份基礎不飽和單體15 60份 陽離子乳化劑O 5份引發劑0.001 5份水40-85份 優選地，所述陽離子乳液各組分的質量份數如下陽離子不飽和單體O. 5-2.5份硅烷不飽和單體0.1 LO份基礎不飽和單體20 30份陽離子乳化劑0.05 0.1份引發劑O. 1~0.2份水70~80份。優選地，所述陽離子不飽和單體為二烯丙基二甲基氯化銨、二烯丙基二乙基氯化銨、(3-甲基丙烯酰氧基)丙基三甲基氯化銨、(3-甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化銨、(3-甲基丙烯酰胺基)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可再分散乳膠粉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）制備陽離子乳液；（2）將無機物質的前驅體置于上述陽離子乳液中進行溶膠凝膠反應，制備無機包覆聚合物核殼粒子結構的復合乳液；（3）上述復合乳液經由噴霧干燥獲得乳膠粉。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏正斌，牛林，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：