聚合物聚苯板厂家

疏水性可再分散聚合物乳胶粉的制备

对于可再分散聚合物乳胶粉的许多应用领域来说，其产品具有不同程度的防水、疏水功能是不可缺少的，特别是在户外应用的条件下。使可再分散聚合物乳胶粉具备疏水性的方法有2种:一是合成具有疏水性结构的聚合物母体乳液，然后将其干燥并使制得的可再分散聚合物乳胶粉保持与其母体聚合物相似的疏水性；二是制备一种可再分散的疏水性添加剂加入到可再分散聚合物乳胶粉中，形成具有疏水特性的、混合的可再分散粉末。目前，后一种方法应用较广泛。一般说来，用于可再分散聚合物乳胶粉的疏水添加剂应具有混合性良好、对粘结强度没有明显的负面影响、对环境友好等特点。目前，人们对可再分散乳胶粉疏水性改性剂的研究主要集中在3个方面:(1)脂肪酸或脂肪酸金属盐。这些产品的单位成本相对较低，但主要的缺点是搅拌砂浆时需要较长的时间才能与水混合均匀；(2)硅烷。特殊的粉末状硅烷如AkzoNobel公司的ElotexSEAL80，不仅表现出高憎水效能，还具有与砂浆快速均匀混合的能力，而且在碱性环境下能与水泥的水化产物形成高度持久的结合；(3)具有憎水性基团的可再分散聚合物乳胶粉。

1、含脂肪酸或脂肪酸金属盐的疏水性可再分散乳胶粉

脂肪酸或脂肪酸金属盐一般是以疏水性改性剂的形式直接加入到聚合物中，以制得具有疏水性的可再分散乳胶粉。这类乳胶粉主要用于水泥砂浆等建筑材料，以减少砂浆中的空隙、提高材料密实度从而达到抗渗目的，其所具有的结晶渗透防水的特点也能够在一定程度上阻挡水渗入到砂浆内部。使用游离脂肪酸及其相应的碱金属或碱土金属盐制得的疏水性改性剂时，经常存在无机凝胶材料过早地变硬而不能施工这样的危险。为了避免这个问题，可以使用脂肪酸酐或脂肪酸酯，通常是甲基酯或乙基酯或低相对分子质量聚亚烷基二醇(例如乙二醇、二甘醇和相似化合物)的酯。在碱性条件下，所有这些化合物都水解而具有疏水化作用，但同时释放出挥发性有机化合物如小分子的甲醇、乙醇或乙二醇等。Hans-PeterWeitzel提供了可再分散于水中的聚合物粉末组合物的制备方法，这种可再分散粉末组合物含有0.1%~70%的一种或多种脂肪酸酐。将脂肪酸酐成分以任何方式与聚合物的水分散体混合，然后干燥该混合分散体，从而制得疏水性改性的可再分散聚合物乳胶粉。尽管脂肪酸酐在可再分散聚合物乳胶粉成膜时并未从聚合物相移动至界面并水解，但脂肪酸酐几乎不溶于水，且分子活动性差，因而能获得极好的疏水性能。脂肪酸改性砂浆的疏水性是不稳定的。例如硬脂酸钙自身具有很强的疏水性，使它在水中无法快速润湿和溶解，当加水搅拌混合添加了硬脂酸钙的干粉聚合物砂浆时，会发现干粉砂浆难以润湿，需要较长的时间才能搅拌均匀。因此，人们采用多种方法对脂肪酸类物质的应用性能进行改性。研究表明，采用多羟基化合物及其衍生物，特别是甘油、双甘油或三甘油，分别与至少具有6个碳原子的羧酸进行反应，形成的羧酸酯可用于制备性能优良的疏水型建筑材料。A∀巴希等[17]指出，山梨糖醇酐月桂酸酯(山梨糖醇酐单月桂酸酯)作为疏水改进剂可用于制备疏水性良好的、水可再分散的聚合物乳胶粉。通常在喷雾干燥之前，在聚合物乳液(如乳液聚合制得的丙烯酸聚合物乳液等)中加入合成的羧酸酯并混合均匀，然后再将此混合物喷雾干燥，可制得可再分散的聚合物乳胶粉，与含山梨醇酐月桂酸酯作为疏水剂的聚合物粉末相比，该类羧酸酯疏水改性剂制得的聚合物粉末组合物，除具有良好的附着力外，还具有较低的吸水率和较好的防水效果。

2、含有机硅的疏水性可再分散乳胶粉

由于有机硅化合物具有低表面能的特性，因此可制得含有机硅的、具有疏水性的可再分散聚合物乳胶粉，这也是制备疏水性可再分散聚合物乳胶粉的重要方法。引入有机硅化合物的方式有2种，一是物理混合法，即通过物理混合的方法在可再分散聚合物乳胶粉中混入有机硅组分；二是化学法，即采用有机硅化合物对乙烯基单体(包括丙烯酸酯类单体)或保护胶体聚乙烯醇等进行改性，以合成具有疏水性的聚合物母体乳液，然后干燥制得具疏水性的可再分散乳胶粉。采用物理混合法制备含有机硅的可再分散聚合物乳胶粉时，有机硅组分可在喷雾干燥之前或之后加入，但一般是在喷雾干燥之前加入到聚合物乳液中，然后一起喷雾干燥，制得具有疏水性的可再分散聚合物乳胶粉。HerbertEck等发明了一种由水溶性丙烯酸聚合物和至少一种有机硅化合物组成的可再分散聚合物乳胶粉，将此乳胶粉与无机粉料如TiO2、白云石、重晶石、氧化铁红等按一定比例混合均匀，并加入一定量的硅酸钾，加水稀释、搅拌均匀后，涂布在灰砂砖的四周，待干燥后，在室温下浸入水中8d，然后测定灰砂砖的吸水量。结果表明，涂布有本乳胶粉的灰砂砖的吸水量大约为2~3kg/m2，而未加胶粉的灰砂砖的吸水量为11kg/m2。赫伯特∀埃克克劳斯∀阿德勒等[19]发明了一种可再分散于水中的粉末组合物，其含有0.1%~30%的水可分散有机硅化合物粉末，如硅烷、聚硅烷、聚硅氧烷、聚碳硅氧烷和聚亚甲硅基二硅氧烷等中的一种或多种。此可再分散粉末组合物可用于无机水硬性建筑砂浆、建筑粘结剂等领域，表现出良好的疏水性，而对材料的物理和机械性能却没有任何负面的影响。采用化学法制备有机硅改性聚合物乳液的方法已有很多报道。含硅聚合物可以通过本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合方法制备。常用的含有硅烷的烯键式不饱和单体包括:.-丙烯酰氧基丙基三(烷氧基)硅烷、.-甲基丙烯酰氧基丙基三(烷氧基)硅烷、-甲基丙烯酰氧基甲基三(烷氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷等。通常用0.01%~1.0%的烯键不饱和含硅单体与其他乙烯基单体进行乳液共聚，得到含硅聚合物乳液，然后将其喷雾干燥，得到具有一定疏水性的聚合物乳胶粉。如果这些参与共聚的硅烷不饱和单体用量过高，往往难以得到稳定的含硅聚合物乳液。此外，有机硅单体与其他有机单体的乳液共聚合反应通常是不充分的，即有游离的有机硅化合物或均聚物残存在乳液体系中，从而导致产生乳胶粒径分布不均匀、乳液体系可能会凝胶、有机硅从涂层或薄膜内部向外迁移等缺陷。因此，KurtStark等[20]提出了新的有机硅改性聚合物合成技术，其中有机硅组分的存在形式在很大程度上防止了游离有机硅的迁移。具体方法为:首先采用烯键式不饱和单体与含有烯键不饱和基团的有机硅单体进行聚合来制备预聚物，并对其进行分离，除去未聚合的组分；然后将所得的预聚物溶解在一种或多种含烯键的不饱和单体中，再将该溶液在水中乳化，进行乳液聚合；最后将乳液聚合所得的有机硅改性聚合物的水分散体喷雾干燥，制得疏水改性的可再分散聚合物乳胶粉。上述过程可以确保所有的有机硅化合物都与聚合物组分相结合。由此方法得到的水分散体及乳胶粉具有一系列的优点，如贮存稳定、没有相分离、没有有机硅渗出，并具有优异的成膜性。这种疏水改性的可再分散聚合物乳胶粉可用于粘合剂、涂料组合物，或作为纸张处理的隔离涂层，也可用于织物处理、织物修整等纺织品护理领域，所处理的材料具有良好的疏水性。

此外，还可以采用有机硅化合物来改性保护胶体，以获得疏水性改性的可再分散聚合物乳胶粉。将有机硅引入保护胶体聚乙烯醇(PVA)分子结构中的方法有2种:一种是用有机硅烷、低聚硅氧烷、低聚硅烷等对PVA进行改性；另一种是通过乙酸乙烯酯和乙烯基硅烷化合物等的共聚作用，然后将乙酸酯基团水解，从而制得含硅的PVA(Si-PVA)。从制备方法的简易程度和获得的Si-PVA的质量方面考虑，优先采用第1种方法。将水解度为75%~100%的完全或部分水解的乙烯基酯共聚物、一种或多种含有硅烷的烯键式不饱和单体以及其他可参与共聚的乙烯基单体进行自由基聚合，然后将所得聚合物水解，即可制得含硅的聚乙烯醇。水解结束之后，将溶剂蒸馏出来，制得含有硅烷的聚乙烯醇粉末；还可

利用喷雾干燥将含有硅烷的聚乙烯醇水溶液雾化，从而制得含有硅烷的疏水性改性聚乙烯醇粉末。以此含硅烷的聚乙烯醇粉末为基础，可制得疏水性的可再分散乳胶粉。

3、其他的疏水性可再分散乳胶粉

除了含硬脂酸及其衍生物、有机硅组分的疏水性可再分散乳胶粉外，一些特殊设计的可再分散乳胶粉也具有一定的疏水性，例如乙烯/月桂酸乙烯酯/氯乙烯三元共聚制得的可再分散乳胶粉，就具有一定的疏水性，可以作为粘合剂使用。这种具有疏水功能的可再分散性乳胶粉把疏水性基团接枝在乳胶粉聚合物的分子结构中，通过无机胶凝材料和有机胶结材料共同形成分子互穿网络结构，有效地把疏水作用均匀地分配到砂浆表面和内部各个部分，从而获得较好的、持续的、稳定的憎水功效。采用2种或多种疏水性改性剂、疏水基团对可再分散聚合物乳胶粉进行改性，可有效地发挥不同基团或组分之间的协同效应，从而制得综合性能优良的疏水性可再分散聚合物乳胶粉。托马斯∀巴斯特尔贝格尔等采用有机硅烷和脂肪酸改性聚合物水分散体，制得了一种疏水性的可再分散聚合物粉末。这种疏水性改性的可再分散乳胶粉在建筑粘合剂和砂浆等领域中有许多应用，除可提高材料的附着性能外，还可降低材料的吸水性，并具有一定的防水功能。FritzePeter等发明了含多种疏水性基团或组分的可再分散聚合物乳胶粉。其以氯乙烯、丙烯酸单体、丁二烯及乙烯等单体为主要原料合成水性共聚物乳液，然后在此共聚物乳液中加入疏水性组分，如有机硅化合物、脂肪酸及其衍生物、烃蜡等的一种或多种疏水性化合物，混合均匀，再经喷雾干燥，即制得具疏水性的聚合物乳胶粉。这种可再分散乳胶粉有很多用途，如用于制备热绝缘砂浆、瓷砖粘合剂、灌缝料等，能够赋予材料良好的疏水特性。