SWF － 07 可再分散乳胶粉的研制及应用

聚合物单体的选择• --- 早期用于可再分散乳胶粉的聚合单体主要是醋酸乙烯。

但由于醋酸乙烯属于热塑性树脂，而且聚合时加入了水溶性的聚乙烯醇作为乳化剂和保护胶体，因而其耐水性较差。而且聚醋酸乙烯均聚体不耐水泥强碱，会发生皂化而失去其粘结强度，从而失去耐水性，故不宜与水泥系统一起使用。

• --- 为提高耐碱性，减慢乙酰基的皂化，引入了乙烯单体与醋酸乙烯共聚形成一种高支度化的无规共聚物，因而形成了乙烯基的非连续性，由此使主链柔软 , 从而可起到永久性内增塑作用。

• --- 但乙烯链段的引入会使分子链活性增加，分子链间作用力减弱，使其共聚乳液的粘结强度降低。

聚合物单体的选择--- 为了改善其性能，在研制 SWF-07 胶粉时，采用

叔碳酸乙烯酯改性醋酸乙烯酯乳液。 一方面由于 VeoVa 单体 Tg 较低，有良好的内增

塑作用， 另一方面带有憎水性支链的 VeoVa 对邻近的醋酸

乙烯酯起屏蔽作用，能显著提高聚醋酸乙烯酯的耐水性、耐碱性。

--- 由于 VeoVa 的支化结构，其空间位阻大，可以有效阻止碱和紫外线对其共聚的 VAc 基团的皂化和水解反应，使其共聚物的耐候性提高。

--- VeoVa 最显著的特点是：耐热水性能优异，几乎不因为环境温度的升高而显示明显的热塑性，因而耐热性也相应提高。

试 验 样 品 1 ＃样品为醋酸乙烯－乙烯类共聚物， 2 ＃样品为醋酸乙烯－叔碳酸乙烯类共聚物，它们的玻璃化转变温度、最低成膜温度基本一致。

可再分散乳胶粉的基本参数

序号 单体组成 玻璃化转变温度 最低成膜温度

1＃ VAC/E 16 4

2＃ VAC/VeoVa 15 3

试验项目及结果分析对 1 ＃、 2 ＃乳胶粉制作的膜进行耐水性、耐热性测试。--- 不同胶粉在标准状态下，它们的拉伸强度、伸长率基本接近。--- 在湿态下， 1 ＃胶粉的耐水性、耐碱性明显低于 2# 胶粉，这主要是 2 ＃胶粉中， VAc/VeoVa 共聚物中由于含有大体积、非极性叔碳基团链节，一方面它的憎水性支链提高了共聚物的疏水性，另一方面其支链的位阻效应能屏蔽酯基，使羟基的攻击性减弱，涂膜耐碱性增强，因而聚合物的耐水性能及耐皂化性能得以提高。--- 而 1 ＃胶粉其单体组成中， VAc 在碱性条件下易水解，使分子链上带上羟基或羧基，进而导致醋酸乙烯酯耐水性、耐碱性下降。

不同聚合物性能检测结果对比 项 目 1＃ 2＃ 备注

干态 *拉伸强度（ N/

cm）15.9 16.5 （ *标准

状态）伸长率（％） 369 358

湿态拉伸强度（ N/

cm）7.6 9.4

伸长率（％） 158 225

热蠕变（ 60℃，m

m）

5分钟 7 8

10分钟 17 16

20分钟 30 28

保护胶体的选择--- 在聚醋酸乙烯酯系列乳液的聚合中普遍使用 PVA 作保护胶体。在聚合过程中，部分 PVA 和 PVAc 乳胶粒之间会发生接枝聚合。---PVA 接枝以后，在亲水的主链旁生成憎水的 PVAc 侧链，在水溶液中，这些憎水侧链又会相互集聚在一起，形成物理交联点，使 P

VA 分子在水溶液中形成一个网状结构。--- 在喷雾干燥过程中，原来分散在水中充分舒展的聚合物分子链会干缩成团，侧、支链的会卷曲并互相缠绕，对有网状结构的乳液，分子链的缠绕程度会更严重。这样的聚合物乳液制备的乳胶粉再分散性差。

保护胶体的选择--- PVA 的聚合度越高，分子链越长，乳液中形成的网状结构越庞大，乳胶粉的可再分散性就越差。--- 同时，由于 PVA 含有大量的羟基，会降低可再分散乳胶粉最终成膜的耐水性和粘结性能。--- 因此，保护胶体的选择对胶粉的再分散性、耐水性有很大的影响。--- 为提高砂浆的耐水性，人们常采用加入添加剂的方法。因此在研制 SWF-07 胶粉时采用了乳液聚合中使用特殊保护胶体的技术方案。

1 ）采用特殊保护胶体 A3进行乳液聚合，喷粉制得 SWF － 07 乳胶粉①号。

2）采用普通保护胶体 B进行乳液聚合，喷粉制得 SWF － 07 乳胶粉②号。

试验样品

选用不同 PVA的胶粉性能对比 样品编号 ① ②

膜耐水性

干态拉伸强度 (kg/cm

2) 18.3 15.6

伸长率 (%) 315.84 253.19

湿态拉伸强度 (kg/cm

2) 3.61无法测定

伸长率 (%) 109.2

吸水率（％） 60.5无法测定

溶出率（％） 18.1

200目残留物量（％） 0.1 0． 22再分散后粒径（ μm） 807 1145

采用特殊的保护胶体胶粉特点

1 ）采用特殊保护胶体 A3进行乳液聚合，喷粉制得 SWF － 07 胶粉再分散性，分散后粒径，分散后膜特性明显改善，为提高砂浆性能提供了必要条件。

2）采用特殊保护胶体 A3进行乳液聚合，喷粉制得 SWF － 07 胶粉其膜耐水性和其他力学性能有显著提高。

SWF － 07 胶粉在瓷砖粘结剂

中的应用研究

原材料及试验方法

水泥： P.O 42.5 普通硅酸盐水泥集料： 0.1-0.5mm石英砂可再分散乳胶粉：SWF-07； F1（乙烯 - 醋酸乙烯共聚胶粉， Tg值 16

℃）纤维素醚： HPMC（粘度 =4.0万）有机硅树脂粉末： SWWR-100

测试依据 :JC/T547-2005 中水泥基胶粘剂（ C）

瓷砖胶配方组成

原材料名称 配比（%）

水泥 30

砂子 0.1-0.5mm 67

可再分散乳胶粉 2.5

纤维素醚 0.4

SWWR-100 0.1

加水量（%） 20

测试试验方案试验编号 方 案

1010-1水泥，集料，纤维素醚，可再分散乳胶粉 SWF-07

1010-2 水泥，集料，纤维素醚，可再分散乳胶粉 F1

1010-3水泥，集料，纤维素醚， SWWR-100，

可再分散乳胶粉 SWF-07

1010-4水泥，集料，纤维素醚， SWWR-100，

可再分散乳胶粉 F1

四种方案性能检测结果性 能 1010-1 1010-2 1010-3 1010-4

拉伸粘结原强度（MPa）

1.56 1.17 2.8 1.21

浸水后的拉伸粘结强度（MPa）

0.75 0.59 1.2 0.61

热老化后的拉伸粘结强度（MPa）

0.64 0.52 1.03 0.56

冻融循环后的拉伸粘结强度（MPa）

0.67 0.57 1.13 0.54

晾置 20min 后的拉伸粘结强度（MPa）

1.20 1.17 1.15 1.03

四种方案原强度对比

MPa原强度（ ）

0

0. 5

1

1. 5

2

2. 5

3

1010-11010-21010-31010-4

四种方案热老化强度对比

MPa热老化强度（ ）

0

0. 2

0. 4

0. 6

0. 8

1

1. 2

1010-11010-21010-31010-4

四种方案浸水强度对比

MPa浸水强度（ ）

0

0. 2

0. 4

0. 6

0. 8

1

1. 2

1. 4

1010-11010-21010-31010-4

四种方案冻融强度对比

MPa冻融强度（ ）

0

0. 2

0. 4

0. 6

0. 8

1

1. 2

1010-11010-21010-31010-4

四种方案凉置强度对比

MPa凉置强度（ ）

0. 9

0. 95

1

1. 05

1. 1

1. 15

1. 2

1. 25

1010-11010-21010-31010-4

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

原强

度

热老

化强

度

浸水

后强

度

冻融

后强

度

晾置

后强

度

1010-11010-3

SWWR100 对砂浆性能的影响

试验讨论1） 1010-1,1010-3 的数据均高于 1010-2 和 1010-4 ，--- 这是由于醋酸乙烯酯是一个极性单体，对被粘结的材料有着非常好的附着力。--- 在采用乙烯和叔碳酸乙烯酯对其进行改性 时，乙烯是一个非极性单体，它在聚合物结构上的引入使得聚合物极性减弱，粘结强度受到影响。--- 而 SWF－ 07 其聚合物结构上由于有叔碳酸乙烯酯乙酰基的作用，所以对粘结强度的影响要小于乙烯。

试验讨论2） 1010-3 的各项数据大幅高于 1010-1 ，且达到了 JC/T

547-2005 中水泥基胶粘剂（ C） C2级的标准 .

3） 1010-3 原强度几乎是 1010-1二倍，而 1010-2 和 101

0-4 的数据基本接近。这说明采用 SWF－ 07 可再分散性乳胶粉和 SWWR－ 100 有机硅树脂粉末，能够产生非常好的协同效应，而采用乙烯改性的可再分散性乳胶粉这种效应并不明显。4） 1010-2 和 1010-4凉置后强度，低于 1010-1 ， 1010-3 ，是由于前者的凉置时间采用的是 30 分钟。

1 、瓷砖粘结剂是无机材料之间的粘结，采用叔碳酸乙烯酯改性的 SWF － 07 可再分散乳胶粉作为外加剂比用乙烯改性的可再分散乳胶粉更适合。

2 、 SWF － 07 胶粉用于瓷砖粘结剂中，掺量为 2.5

％时，可以符合 C1 标准。

结 论

3 、在胶粉掺量不变的情况下，掺加砂浆总量 0.1 %

的 SWWR-100 有机硅树脂粉末，可以制备出符合 J

C/T547-2005 标准 C2 级。4 、为降低瓷砖粘结剂的成本，今后我们将进一步研究较低掺量的 SWF － 07 胶粉对水泥基瓷砖粘结剂性能的影响。

结 论