一种环保型石材背网胶及其制备方法与流程

文档序号:24062597发布日期:2021-02-28 23:32阅读:171来源:国知局

本发明涉及一种快干环保型石材背网胶及其制备方法,属于涂料领域。



背景技术:

天然石材是一种常见的室内外装饰材料,具有良好的装饰效果,但大多数石材中含有许多孔隙,具有一定的吸水率,抗渗性能差,从而加速石材的老化,影响使用寿命,在实际使用时,通常在石材表面涂刷防护剂来进行保护,石材防护剂一般为有机硅或氟碳类材料,涂在石材表面后,能渗入石材孔隙,同时在表面形成一层疏水层,起疏水保护作用,然而,使用石材防护剂后,石材粘贴面因湿贴施工时,与水泥基粘结剂的相容性差,粘结强度大幅下降,导致石材出现空鼓、脱落、开裂的现象,为解决这种问题,石材背网胶便应运而生。

目前,市面上出现的石材背网胶,油性类的环氧树脂较多,施工时存在气味大,不环保,干燥速度慢等缺点。

专利CN109824816A公开了一种功能单体改性丙烯酸乳液及其制备方法和应用,其采用的功能单体无法实现互传网络结构,实现不了干燥速度快的目的,其耐水性能一般,石材在带水切割时,漆膜容易脱落,附着力差。



技术实现要素:

针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种环保型石材背网胶及其制备方法,粘结强度高,与水泥相容性优异、气味低,水性环保。

为了实现上述目的,本发明采用的一种环保型石材背网胶,按质量份计,包括以下原料:去离子水70-85份,丙烯酸烷基酯类单体30-50份,丙烯酸1-5份,苯乙烯30-50份,功能单体1-5份,交联单体1-5份,有机硅改性单体0.1-1份,不含APEO乳化剂1-5份,水溶性引发剂0.4-0.6份,氧化-还原引发剂0.1-0.5份。

所述丙烯酸烷基酯类单体采用丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。

所述功能单体采用丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2羟丙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯中的至少一种。

所述交联单体采用三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。

所述有机硅改性单体采用乙烯基三甲氧基硅烷。

所述不含APEO乳化剂由不含APEO的阴离子乳化剂和非离子乳化剂按照(1-3):1的质量比复配而成;

所述不含APEO的阴离子乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸半酯二钠盐中的至少一种;

所述不含APEO的非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

所述水溶性引发剂采用过硫酸钠、过硫酸铵中的一种。

所述氧化-还原引发剂采用叔丁基过氧化氢-亚硫酸钠、叔丁基过氧化氢-亚硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢-甲醛合次硫酸氢钠、叔丁基过氧化氢-焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰-焦磷酸亚铁中的任一种。

另外,本发明还提供了一种所述环保型石材背网胶的制备方法,包括以下步骤:

1)乳化液Ⅰ的制备:向乳化缸中加入20-30份去离子水、不含APEO乳化剂总质量的20%-30%,用搅拌机分散15-30分钟后,加入丙烯酸烷基酯类单体20-32份、丙烯酸0.5-2份、苯乙烯12-20份、功能单体0.5-2份,继续搅拌15-30分钟后,即得乳化液Ⅰ;

2)乳化液Ⅱ的制备:向乳化缸中加入15-30份去离子水、乳化剂总质量的30%-40%,用搅拌机分散15-30分钟后,加入余量丙烯酸烷基酯类单体、余量丙烯酸、余量苯乙烯、余量功能单体、配方量交联单体、配方量有机硅改性单体,搅拌15-30分钟后,即得乳化液Ⅱ;

3)反应釜底料准备:向反应釜中加入余量去离子水,升温至反应釜内温度为60-75℃,加入剩余乳化剂,得到反应釜底料;

4)引发剂溶液的制备:将水溶性引发剂按照质量比1:1:2分为引发剂A、引发剂B和引发剂C,且分别用2.5%wt、2%wt、5%wt的去离子水溶解,备用;将氧化-还原引发剂用2-4%的去离子水分开溶解,备用;

将反应釜加热升温至83-85℃,先加入乳化液Ⅰ总量的1%-5%,再加入引发剂A,待温度回升至83-85℃时,计时反应15-30分钟后,将引发剂B和剩余的乳化液Ⅰ分开同时滴加,反应控制在1小时内,滴完保温30-40分钟,然后再恒速滴加乳化液Ⅱ和引发剂C,反应控制在2.5-3.5小时,滴完保温1-1.5h,降温至70-75℃,然后用氧化-还原引发剂溶液进行后处理,时间控制在45-60分钟,后处理完后降温至50℃,调节pH至7-8,过滤出料。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、本发明提供的石材背网胶,与传统的不饱和环氧树脂相比,施工时气味较低,VOC含量低,而且采用的是不含APEO的乳化剂,对人体无害。

2、本发明提供的制备方法,不同于一种功能单体改性丙烯酸乳液及其制备方法和应用(CN109824816A)中所采用的一段式工艺工艺,其无法实现互传网络结构,实现不了干燥速度快的目的,其耐水性能一般,强度低,并且石材在带水切割时,漆膜容易脱落,附着力差。本发明采用的核壳工艺可以提高成膜性,加快干燥速度,因为核段和壳段均采用了含双键带官能团的功能单体,核层的功能单体能提供更多的交联点与壳段的功能单体结合,形成更加致密的互穿网络结构,配制的单组份成品,施工后,成膜速度快,漆膜致密,强度高、从而加快了干燥速度,大大缩短工期。

3、本发明提供的核壳聚合工艺,壳段使用的有机硅单体,有利于提高壳层的疏水性,从而提高石材在带水切割时的耐水性,同时有机硅的加入能够提高对石材基材的附着力。

4、本发明提供的石材背网胶,用于配制单组份产品,开盖即可使用,无需二次加工,显著缩短工期,节约人工成本。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种快干环保型石材背网胶,按质量份计,由以下原料制成:丙烯酸丁酯20份、丙烯酸-2-乙基己酯15份、苯乙烯33份、丙烯酸3份、丙烯酸-2-羟乙酯2份、乙烯基三甲氧基硅烷0.3份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3份、乳化剂2份(阴离子乳化剂与非离子乳化剂重量份数比为2:1,阴离子乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵,非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚)、过硫酸钠0.4份、叔丁基过氧化氢-亚硫酸钠0.3份,去离子水72份。

制备步骤如下:

1)乳化液Ⅰ的制备:向乳化缸中加入20份去离子水、乳化剂总质量的20%,用搅拌机分散15分钟后,加入丙烯酸丁酯20份、丙烯酸1份、苯乙烯20份、丙烯酸-2-羟乙酯2份,继续搅拌15分钟后,即得乳化液Ⅰ;

2)乳化液Ⅱ的制备:乳化缸中加入20份去离子水、乳化剂总质量的30%,用搅拌机分散15分钟后,加入丙烯酸-2-乙基己酯15份、丙烯酸2份、苯乙烯13份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷0.3份,搅拌15分钟后,即得乳化液Ⅱ;

3)反应釜底料准备:向反应釜中加入余量去离子水(溶解水溶性引发剂、氧化-还原引发剂之后剩余的),升温至反应釜内温度为60℃,加入剩余乳化剂,得到反应釜底料;

4)引发剂溶液的制备:将水溶性引发剂按照1:1:2的质量比分为引发剂A、引发剂B和引发剂C,且分别用2.5%wt、2%、5%去离子水溶解,备用;将氧化-还原引发剂用2%的去离子水分开溶解,备用;

将反应釜加热升温至83℃,先加入1%的乳化液Ⅰ,再加入引发剂A,待温度回升至83℃时,计时反应15分钟后,引发剂B和剩余的乳化液Ⅰ分开同时滴加,反应控制在1小时内,反应完后保温30分钟,然后再恒速滴加乳化液Ⅱ和引发剂C,反应控制在2.5小时内,滴完保温1h,降温至70℃,然后用氧化-还原引发剂溶液进行后处理,时间控制在45分钟,后处理完后降温至50℃,用5%wt的氢氧化钠调节pH至7-8,过滤出料。

实施例2

一种快干环保型石材背网胶,按质量份计,由以下原料制成:丙烯酸丁酯15份、丙烯酸-2-乙基己酯20份、苯乙烯49份、丙烯酸4份、甲基丙烯酸羟乙酯3份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4份、乳化剂3份(其中阴离子乳化剂与非离子乳化剂重量份数比为1:1,阴离子乳化剂为烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵,非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚)、过硫酸铵0.5份、叔丁基过氧化氢-甲醛合次硫酸氢钠0.3份、去离子水78份;

制备步骤如下:

1)乳化液Ⅰ的制备:向乳化缸中加入25份去离子水、乳化剂总质量的25%,用搅拌机分散20分钟后,加入丙烯酸-2-乙基己酯20份、丙烯酸1.5份、苯乙烯15份、甲基丙烯酸羟乙酯1份,继续搅拌20分钟后,即得乳化液Ⅰ;

2)乳化液Ⅱ的制备:乳化缸中加入25份去离子水、乳化剂总质量的30%,用搅拌机分散20分钟后,加入丙烯酸丁酯15份、丙烯酸2.5份、苯乙烯34份、甲基丙烯酸羟乙酯2份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5份,搅拌20分钟后,即得乳化液Ⅱ;

3)反应釜底料准备:向反应釜中加入余量去离子水(溶解水溶性引发剂、氧化-还原引发剂之后剩余的),升温至反应釜内温度为65℃,加入剩余乳化剂,得到反应釜底料;

4)引发剂溶液的制备:将水溶性引发剂按照1:1:2的质量比分为引发剂A、引发剂B和引发剂C,且分别用2.5%wt、2.%、5%去离子水溶解,备用;将氧化-还原引发剂用3%的去离子水分开溶解,备用;

将反应釜加热升温至84℃,先加入3%的乳化液Ⅰ,再加入引发剂A,待温度回升至84℃时,计时反应20分钟后,引发剂B和剩余的乳化液Ⅰ分开同时滴加,反应控制在1小时内,中间保温35分钟,然后再恒速滴加乳化液Ⅱ和引发剂C,反应控制在3小时内,滴完保温1h,降温至73℃,然后用氧化-还原引发剂溶液进行后处理,时间控制在50分钟,后处理完后降温至50℃,用8%wt的氢氧化钠调节pH至7-8,过滤出料。

实施例3

一种快干环保型石材背网胶,按质量份计,由以下原料制成:丙烯酸丁酯20份,丙烯酸-2-乙基己酯15份,苯乙烯45份、丙烯酸3份,甲基丙烯酸-2-羟乙酯2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2份、乳化剂3份(其中阴离子乳化剂与非离子乳化剂重量份数比为3:1、阴离子乳化剂为乙烯基磺酸钠,非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚)、过硫酸钠0.6份、去离子水78份、叔丁基过氧化氢-焦亚硫酸钠0.3份;

制备步骤如下:

1)乳化液Ⅰ的制备:向乳化缸中加入30份去离子水、乳化剂总质量的30%,用搅拌机分散30分钟后,加入丙烯酸丁酯20份、丙烯酸2份、苯乙烯20份、功能单体1份,继续搅拌30分钟后,即得乳化液Ⅰ;

2)乳化液Ⅱ的制备:乳化缸中加入15份去离子水、乳化剂总质量的40%,用搅拌机分散30分钟后,加入丙烯酸-2-乙基己酯15份、余量丙烯酸、余量苯乙烯、余量功能单体、配方量交联单体、配方量有机硅改性单体,搅拌30分钟后,即得乳化液Ⅱ;

3)反应釜底料准备:向反应釜中加入余量去离子水(溶解水溶性引发剂、氧化-还原引发剂之后剩余的),升温至反应釜内温度为75℃,加入剩余乳化剂,得到反应釜底料;

4)引发剂溶液的制备:将水溶性引发剂按照1:1:2的质量比分为引发剂A、引发剂B和引发剂C,且分别用2.5%wt、2.%、5%去离子水溶解,备用;将氧化-还原引发剂用4%的去离子水分开溶解,备用;

将反应釜加热升温至85℃,先加入5%的乳化液Ⅰ,再加入引发剂A,待温度回升至85℃时,计时反应30分钟后,引发剂B和剩余的乳化液Ⅰ分开同时滴加,反应控制在1小时内,中间保温40分钟,然后再恒速滴加乳化液Ⅱ和引发剂C,反应控制在3.5小时内,滴完保温1.5h,降温至75℃,然后用氧化-还原引发剂溶液进行后处理,时间控制在60分钟,后处理完后降温至50℃,用10%wt的氢氧化钠调节pH至7-8,过滤出料。

实施例4

一种快干环保型石材背网胶,按质量份计,由以下原料制成:丙烯酸丁酯25份,丙烯酸-2-乙基己酯20份,苯乙烯43份、丙烯酸4份,丙烯酸羟丙酯2份,丙烯酸-2-羟乙酯2份、乙烯基三甲氧基硅烷0.8份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2份、乳化剂2.5份(其中阴离子乳化剂与非离子乳化剂重量份数比为1:1,阴离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠,非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚)、过硫酸铵0.5份、去离子水75份、过氧化苯甲酰-焦磷酸亚铁0.2份。

制备方法,包括以下步骤:

1)乳化液Ⅰ的制备:向乳化缸中加入25份去离子水、乳化剂总质量的25%,用搅拌机分散30分钟后,加入丙烯酸烷基酯类单体25份、丙烯酸1份、苯乙烯20份、功能单体1份,继续搅拌30分钟后,即得乳化液Ⅰ;

2)乳化液Ⅱ的制备:乳化缸中加入15份去离子水、乳化剂总质量的40%,用搅拌机分散30分钟后,加入余量丙烯酸烷基酯类单体、余量丙烯酸、余量苯乙烯、余量功能单体、配方量交联单体、配方量有机硅改性单体,搅拌20分钟后,即得乳化液Ⅱ;

3)反应釜底料准备:向反应釜中加入余量去离子水(溶解水溶性引发剂、氧化-还原引发剂之后剩余的),升温至反应釜内温度为75℃,加入剩余乳化剂,得到反应釜底料;

4)引发剂溶液的制备:将水溶性引发剂按照1:1:2的质量比分为引发剂A、引发剂B和引发剂C,且分别用2.5%wt、2.%、5%去离子水溶解,备用;将氧化-还原引发剂用4%的去离子水分开溶解,备用;

将反应釜加热升温至85℃,先加入5%的乳化液Ⅰ,再加入引发剂A,待温度回升至85℃时,计时反应30分钟后,引发剂B和剩余的乳化液Ⅰ分开同时滴加,反应控制在1小时内,中间保温40分钟,然后再恒速滴加乳化液Ⅱ和引发剂C,反应控制在3.5小时内,滴完保温1.5h,降温至75℃,然后用氧化-还原引发剂溶液进行后处理,时间控制在60分钟,后处理完后降温至50℃,用10%wt的氢氧化钠调节pH至7-8,过滤出料。

对上述实施例1-4制得石材背网胶按照JCT 547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》进行石材--水泥粘合的拉拔强度测试、依据按GB/T 9755-2014《合成树脂外墙涂料》测试透和表干时间。结果如下表1所示。

表1本发明实施例1-4制得石材背网胶的性能

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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