本发明涉及一种耐水型可再分散性乳胶粉及其制备方法
技术背景
可再分散性乳胶粉是在聚合物乳液中加入其它改性物质后，通过喷雾干燥而获得的具有可再分散性的聚合物粉末，其以水作为分散介质可再形成乳液。可再分散性乳胶粉作为砂浆添加剂，能改善砂浆的施工性、提高砂浆的粘接强度、增加砂浆柔韧性，具有特殊性能的乳胶粉还可提高砂浆的耐老化、耐水、耐酸碱等性能。目前国内的乳胶粉里，通用性胶粉居多，特殊性能的乳胶粉的性能普遍较差。
专利cn2015104580316介绍了一种耐水性可再分散乳胶粉，其可耐水4h不掉粉。但是该发明所使用的聚合物乳液为醋酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液，该乳液本身耐水性欠佳，需通过加入改性添加剂来达到耐水性，未从聚合物本身出发改善其耐水性能。
技术实现要素：
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供了一种耐水型可再分散性乳胶粉及其制备方法，目的在于获得耐水强度高、分散性好的可再分散性乳胶粉。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种耐水型可再分散性乳胶粉，其特点在于：所述耐水型可再分散性乳胶粉的原料包括聚合物乳液、聚乙烯醇水溶液、抗结块剂和有机硅交联剂。
进一步地，所述聚合物乳液为叔碳酸乳液与醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和苯丙乳液中的至少一种的混合物，且所述叔碳酸乳液的质量百分比在50％-80％。
进一步地，所述聚合物乳液的固含量为30％-70％，粘度为500mpa.s-5000mpa.s。
进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为500-2400，醇解度为85％-92％。
进一步地，所述聚乙烯醇水溶液的固含量为10％-35％，所述聚乙烯醇水溶液与所述聚合物乳液的质量比为1:5。
进一步地，所述抗结块剂的加入量，占所述聚合物乳液和所述聚乙烯醇水溶液中固体质量的0.5％-5％；所述有机硅交联剂的加入量，占所述聚合物乳液和所述聚乙烯醇水溶液中固体质量的0.1％-2％。
进一步地，所述抗结块剂为硅灰石粉、碳酸钙、滑石粉、高岭土、膨润土和二氧化硅中的至少一种。
本发明所述耐水型可再分散性乳胶粉的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、在溶解釜中加入少量水，然后加入聚乙烯醇；向溶解釜内通水蒸汽并搅拌(水蒸汽蒸汽可从釜壁开孔加入)，水蒸汽在溶解釜内形成漩涡，使聚乙烯醇充分溶解；通水蒸汽并搅拌0.5-1.5h后，即获得聚乙烯醇水溶液；
步骤2、将所述聚乙烯醇水溶液与聚合物乳液按配比混合后，搅拌均匀，获得喷雾液；
步骤3、对所述喷雾液进行喷雾干燥，所得粉末与抗结块剂混合后，再送入干燥混合仓内与有机硅交联剂进行二次混合，混合均匀后即获得所述耐水型可再分散性乳胶粉。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明的可再分散性乳胶粉，具有优异的再分散性、粘结性及耐水性，适用于建材砂浆对耐水要求高的领域，市场前景广阔。
2、本发明可再分散性乳胶粉的配方体系中，选用多种聚合物乳液按合适配比混合，可充分发挥其各自的优点，显著提高了所得乳胶粉的耐水性和耐水粘接强度。
3、本发明可再分散性乳胶粉的制备中，通过水蒸汽溶解聚乙烯醇，随着水蒸汽的加入使釜内呈正压，且水蒸气在釜内形成漩涡，使原液溶解更透彻，对聚合物乳液的包裹更均匀，可显著提高所得乳胶粉的再分散性。
4、本发明可再分散性乳胶粉的配方体系中，所用有机硅交联剂粉末的耐水、耐热性能优异，提高了所得乳胶粉的耐水性。
5、本发明的制备工艺过程简单，容易实现工业化。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下述实施例所用各聚合度与醇解度的聚乙烯醇皆可市场购得，如可购买自安徽皖维高新材料股份有限公司。
下述实施例所用各聚合物乳液皆可市场购得，如：叔碳酸乳液可购买自磁县德鑫化工有限公司；醋酸乙烯-乙烯共聚乳液可为广西皖维生物质科技有限公司705型号；苯丙乳液可为生达化工s-01苯丙乳液。
下述实施例所用有机硅交联剂与抗结块剂皆可市场购得，如：有机硅交联剂可购买自山东伟多丰生物技术有限公司。
实施例1
本实施例耐水型可再分散性乳胶粉的制备方法如下：
步骤1、在溶解釜中加入少量水，然后加入聚合度为500、醇解度为85％的聚乙烯醇；向溶解釜内通水蒸汽并搅拌，水蒸汽在溶解釜内形成漩涡，使聚乙烯醇充分溶解；通水蒸汽并搅拌1h后，即获得固含量为12％的聚乙烯醇水溶液。
步骤2、将聚乙烯醇水溶液与聚醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(粘度为1500mpa.s、固含量为45％)、叔碳酸乳液(粘度为2300mpa.s、固含量为53％)按质量比1:2.5:2.5混合后，搅拌均匀，获得喷雾液。
步骤3、对喷雾液进行喷雾干燥(干燥塔进口温度130℃、出口温度75℃)，所得粉末与抗结块剂混合后，再送入后混室与有机硅交联剂进行二次混合(混合时间为0.5h)，混合均匀后即获得耐水型可再分散性乳胶粉。其中：抗结块剂由重钙粉和滑石粉按质量比3:1构成，抗结块剂的加入量占聚合物乳液和聚乙烯醇水溶液中固体质量的1.8％；有机硅交联剂的加入量，占聚合物乳液和聚乙烯醇水溶液中固体质量的0.1％。
对本实施例所得乳胶粉进行如下性能测试：
1、物理特性
本实施例所得可再分散性胶粉堆积密度为550kg/m3，粘度为630mpa.s，平均粒径(d50)为48μm，细度(≥200μm)为2.5％。
2、耐水性
本实施例所得可再分散性胶粉遇水分散成再生乳液，再次成膜并干燥后，测其耐性性能，耐水8h不掉粉。
3、耐水强度
按照gbt29906-2013模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料标准，测试本实施例所得可再分散性胶粉的耐水强度，结果为：与模塑聚苯板0.11mpa,与混凝土板0.64mpa。
实施例2
本实施例耐水型可再分散性乳胶粉的制备方法如下：
步骤1、在溶解釜中加入少量水，然后加入聚合度为500、醇解度为88％的聚乙烯醇；向溶解釜内通水蒸汽并搅拌，水蒸汽在溶解釜内形成漩涡，使聚乙烯醇充分溶解；通水蒸汽并搅拌1h后，即获得固含量为16％的聚乙烯醇水溶液。
步骤2、将聚乙烯醇水溶液与聚醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(粘度为950mpa.s、固含量为43％)、叔碳酸乳液(粘度为3600mpa.s、固含量为55％)按质量比1:2.5:2.5混合后，搅拌均匀，获得喷雾液。
步骤3、对喷雾液进行喷雾干燥(干燥塔进口温度135℃、出口温度75℃)，所得粉末与抗结块剂混合后，再送入后混室与有机硅交联剂进行二次混合(混合时间为1h)，混合均匀后即获得耐水型可再分散性乳胶粉。其中：抗结块剂由重钙粉和二氧化硅按质量比3:1构成，抗结块剂的加入量占聚合物乳液和聚乙烯醇水溶液中固体质量的2.2％；有机硅交联剂的加入量，占聚合物乳液和聚乙烯醇水溶液中固体质量的0.5％。
对本实施例所得乳胶粉进行如下性能测试：
1、物理特性
本实施例所得可再分散性胶粉堆积密度为540kg/m3，粘度为620mpa.s，平均粒径(d50)为75μm，细度(≥200μm)为5％。
2、耐水性
本实施例所得可再分散性胶粉遇水分散成再生乳液，再次成膜并干燥后，测其耐性性能，耐水8h不掉粉。
3、耐水强度
按照gbt29906-2013模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料标准，测试本实施例所得可再分散性胶粉的耐水强度，结果为：与模塑聚苯板0.11mpa，与混凝土板0.60mpa。
实施例3
本实施例耐水型可再分散性乳胶粉的制备方法如下：
步骤1、在溶解釜中加入少量水，然后加入聚合度为1700、醇解度为88％的聚乙烯醇；向溶解釜内通水蒸汽并搅拌，水蒸汽在溶解釜内形成漩涡，使聚乙烯醇充分溶解；通水蒸汽并搅拌1.2h后，即获得固含量为16％的聚乙烯醇水溶液。
步骤2、将聚乙烯醇水溶液与聚醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(粘度为2300mpa.s、固含量为48％)、叔碳酸乳液(粘度为3400mpa.s、固含量为60％)按质量比1:2.5:2.5混合后，搅拌均匀，获得喷雾液。
步骤3、对喷雾液进行喷雾干燥(干燥塔进口温度135℃、出口温度75℃)，所得粉末与抗结块剂混合后，再送入后混室与有机硅交联剂进行二次混合(混合时间为0.5h)，混合均匀后即获得耐水型可再分散性乳胶粉。其中：抗结块剂由重钙粉和二氧化硅按质量比3:1构成，抗结块剂的加入量占聚合物乳液和聚乙烯醇水溶液中固体质量的3.0％；有机硅交联剂的加入量，占聚合物乳液和聚乙烯醇水溶液中固体质量的1％。
对本实施例所得乳胶粉进行如下性能测试：
1、物理特性
本实施例所得可再分散性胶粉堆积密度为540kg/m3，粘度为850mpa.s，平均粒径(d50)为110μm，细度(≥200μm)为10％。
2、耐水性
本实施例所得可再分散性胶粉遇水分散成再生乳液，再次成膜并干燥后，测其耐性性能，耐水8h不掉粉。
3、耐水强度
按照gbt29906-2013模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料标准，测试本实施例所得可再分散性胶粉的耐水强度，结果为：与模塑聚苯板0.10mpa，与混凝土板0.66mpa。
实施例4
本实施例耐水型可再分散性乳胶粉的制备方法如下：
步骤1、在溶解釜中加入少量水，然后加入聚合度为2400、醇解度为92％的聚乙烯醇；向溶解釜内通水蒸汽并搅拌，水蒸汽在溶解釜内形成漩涡，使聚乙烯醇充分溶解；通水蒸汽并搅拌1.5h后，即获得固含量为28％的聚乙烯醇水溶液。
步骤2、将聚乙烯醇水溶液与聚醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(粘度为1600mpa.s、固含量为46％)、叔碳酸乳液(粘度为4200mpa.s、固含量为53％)按质量比1:2.5:2.5混合后，搅拌均匀，获得喷雾液。
步骤3、对喷雾液进行喷雾干燥(干燥塔进口温度140℃、出口温度80℃)，所得粉末与抗结块剂混合后，再送入后混室与有机硅交联剂进行二次混合(混合时间为1h)，混合均匀后即获得耐水型可再分散性乳胶粉。其中：抗结块剂由重钙粉和二氧化硅按质量比3:1构成，抗结块剂的加入量占聚合物乳液和聚乙烯醇水溶液中固体质量的1.5％；有机硅交联剂的加入量，占聚合物乳液和聚乙烯醇水溶液中固体质量的2％。
对本实施例所得乳胶粉进行如下性能测试：
1、物理特性
本实施例所得可再分散性胶粉堆积密度为580kg/m3，粘度为1200mpa.s，平均粒径(d50)为103μm，细度(≥200μm)为10％。
2、耐水性
本实施例所得可再分散性胶粉遇水分散成再生乳液，再次成膜并干燥后，测其耐性性能，耐水8h不掉粉。
3、耐水强度
按照gbt29906-2013模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料标准，测试本实施例所得可再分散性胶粉的耐水强度，结果为：与模塑聚苯板0.11mpa，与混凝土板0.64mpa。
以上所述仅为本发明的示例性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。