本發(fā)明涉及土工格柵用定型膠領(lǐng)域，具體涉及一種土工格柵用乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
：乳液在土工格柵中使用，起的主要作用是定型和增強。目前市場上根據(jù)原料組成不同主要有丁苯乳液、乳液、純丙乳液等類型。丁苯乳液，即通常所述SB乳液，是合成乳液的一種，是以苯乙烯、丁二烯單體為主要原料合成的。乳液，即通常所述SA乳液，是以苯乙烯、丙烯酸或丙烯酸酯為主要原料合成的。純丙乳液，是以苯乙烯、丙烯酸或丙烯酸酯為主要原料合成的。根據(jù)不同的土工格柵加工的要求，通過調(diào)整不同的單體組成，合成不同類型的乳液。使用后主要起到增強土木格柵的強度，防止土工格柵形變的作用。中國專利CN105153565A公開了一種耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布浸涂用高強度高韌性環(huán)氧樹脂改性乳液及其制備方法，應用于土工格柵的生產(chǎn)中，對土工格柵也有一定的定型作用，但是強度提高不大，土木格柵偏軟。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提出一種土工格柵用乳液，其加入少量硅烷和硅溶膠，與普通乳液相比，本發(fā)明的土工格柵用乳液應用于土工格柵的生產(chǎn)中使土工格柵具有更好的定型性和強度。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明的第一個方面是提供一種土工格柵用乳液的制備方法，包括以下步驟：將羧酸單體、醋酸乙烯酯、(甲基)苯乙烯、硅烷、硅溶膠、乳化劑、引發(fā)劑和助引發(fā)劑的混合物的水溶液進行自由基乳液共聚，反應時間3～10小時，將反應產(chǎn)物用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)至pH＝6～9，經(jīng)過濾后，制得所述土工格柵用乳液。進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，反應體系中各組分及重量份數(shù)如下：進一步優(yōu)選地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，反應體系中各組分及重量份數(shù)如下：進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，所述羧酸單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸中的至少一種。進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，所述乳化劑為陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑的混合物。進一步優(yōu)選地，所述陰離子表面活性劑選自C10～C20烷基苯磺酸鈉、C10～C20烷基萘磺酸鈉、C10～C20烷基硫酸鈉、二烷基-2-磺基琥珀酸鈉、二環(huán)己基-2-磺基琥珀酸鈉、丁二酸磺酸鈉、油酸鈉、油酸鉀、三乙醇胺油酸酯中的至少一種。進一步優(yōu)選地，所述非離子表面活性劑選自失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯(斯盤65)、乙二醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單硬脂肪酸酯(斯盤60)、失水山梨醇單油酸酯(斯盤80)、二乙二醇脂肪酸酯、失水山梨醇單棕櫚酸酯(斯盤40)、聚氧化丙烯硬脂肪酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯(斯盤20)、聚氧化乙烯硬脂肪酸酯、月桂酸聚氧乙烯酯、聚氧化乙烯(4)失水山梨醇單硬脂肪酸酯(吐溫61)、聚氧化乙烯(5)失水山梨醇單油酸酯(吐溫81)、聚氧化乙烯(20)失水山梨醇三硬脂酸酯(吐溫65)、聚氧化乙烯(20)失水山梨醇三油酸酯(吐溫85)、聚氧化乙烯單油酸酯、脂肪醇胺聚氧化乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧化乙烯單月桂酸酯、聚氧化乙烯蓖麻油、聚氧化乙烯(4)失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫21)、聚氧化乙烯(20)失水山梨醇單硬脂肪酸酯(吐溫60)、聚氧化乙烯(20)失水山梨醇單油酸酯(吐溫80)、聚氧化乙烯(20)失水山梨醇單棕櫚酸酯(吐溫40)、聚氧化乙烯(20)失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫20)、聚醚L31(巴斯夫制，下同)、聚醚L61、聚醚L81、聚醚L42、聚醚L62、聚醚L72、聚醚L63、聚醚L64、聚醚F68、聚醚F88、聚醚F108中的至少一種。進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，所述硅烷選自乙烯基三異丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一種。進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，所述引發(fā)劑選自過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨中的至少一種。進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，所述助引發(fā)劑選自亞硫酸鈉、抗壞血酸、焦亞硫酸鈉中的至少一種。進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，所述堿性物質(zhì)選自堿金屬的氫氧化物，優(yōu)選為氫氧化鈉。進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，所述硅溶膠選自粒徑10～50納米，重量固含量為25～35％的硅溶膠。進一步優(yōu)選地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，所述硅溶膠選自粒徑20～40納米，重量固含量為28～30％的硅溶膠。進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，自由基聚合的反應溫度為50℃～75℃。進一步優(yōu)選地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，自由基聚合的反應溫度為60℃～65℃。進一步地，在所述土工格柵用乳液的制備方法中，反應時間為3.5～5小時，用堿性物質(zhì)將反應產(chǎn)物調(diào)節(jié)至pH＝8～8.5。本發(fā)明的第二個方面是提供一種采用上述方法制備的土工格柵用乳液。進一步地，在所述的土工格柵用乳液中，乳液的重量固含量為20％～40％。進一步優(yōu)選地，在所述的土工格柵用乳液中，乳液的重量固含量為25％～30％。本發(fā)明的第三個方面是提供一種所述土工格柵用乳液的應用，其用于土工格柵生產(chǎn)過程中的浸膠組合物中。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的土工格柵用乳液中加入少量硅烷和硅溶膠，出乎意料的，應用于土工格柵浸膠組合物中，土工格柵的強度有比較明顯的提高；分析其原因，這是由于硅溶膠的粒徑較小，是一種納米顆粒，具有小尺寸的效應，更易于與土工格柵紗線、乳化瀝青的活性基團相結(jié)合，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)；同時硅烷具有一定的交聯(lián)作用，能夠強化瀝青、土工格柵紗線相互之間的作用，在土工格柵浸膠組合物高溫干燥過程趨向于熱固性，表現(xiàn)為土工格柵的強度有明顯的提高，外在表現(xiàn)為使用本發(fā)明的土工格柵用苯丙乳液能夠明顯的提高土工格柵的強度；此外，在本發(fā)明中使用一部分醋酸乙烯酯，出乎意料的，應用此單體對乳液的效果還有所提高，同時成本有所降低。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：本發(fā)明的土工格柵用乳液，是一種能滿足土工格柵生產(chǎn)的高性能、環(huán)保的產(chǎn)品；該產(chǎn)品在土工格柵的生產(chǎn)中使用，能明顯提高土工格柵的定型性和強度；而且其制備方法簡單、操作方便、生產(chǎn)成本低。具體實施方式下面通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細和具體的介紹，以使更好的理解本發(fā)明，但是下述實施例并不限制本發(fā)明范圍。實施例1土工格柵用乳液的制備：在2000ml反應釜中加入0.3克十二烷基苯磺酸鈉、0.2克失水山梨醇單棕櫚酸酯(斯盤40)、0.5克過硫酸鉀和142.5克蒸餾水，完全溶解成水溶液，進行攪拌加熱，加熱溫度50℃，進行聚合反應；然后滴加入苯乙烯100克、乙烯基三異丙氧基硅烷0.2克的混合單體，滴加時間6小時；在滴加混合單體的同時滴加0.2克亞硫酸鈉和10克蒸餾水的水溶液，滴加時間6小時；再加入1克硅溶膠(粒徑10納米，重量固含量25％)，繼續(xù)攪拌混合4小時，冷卻至25℃，經(jīng)100目篩網(wǎng)過濾，得到土工格柵用乳液，固含量39.86wt％，pH＝6.08(使用PHS-3C精密pH計測得)。實施例2土工格柵用乳液的制備：在2000ml反應釜中加入2克二烷基-2-磺基琥珀酸鈉、3克失水山梨醇單月桂酸酯(斯盤20)、5克過硫酸鈉和1285.5克蒸餾水，完全溶解成水溶液，進行攪拌加熱，加熱溫度75℃，進行聚合反應；滴加入甲基苯乙烯100克、甲基丙烯酸5克、醋酸乙烯酯200克和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷2克混合單體，滴加時間2小時；在滴加混合單體的同時滴加2克焦亞硫酸鈉和10克蒸餾水的水溶液，滴加時間2小時，再加入5克硅溶膠(粒徑50納米，重量固含量35％)，繼續(xù)攪拌混合1小時；冷卻至25℃，用12.5克40wt％氫氧化鈉水溶液中和，經(jīng)100目篩網(wǎng)過濾，得到土工格柵用乳液，固含量20.18wt％，pH＝8.92(使用PHS-3C精密pH計測得)。實施例3土工格柵用乳液的制備：在2000ml反應釜中加入1克十二烷基硫酸鈉、2克聚氧化乙烯(4)失水山梨醇單月桂酸酯(吐溫21)、2克過硫酸銨、1克衣康酸和483.2克蒸餾水，完全溶解成水溶液，進行攪拌加熱，加熱溫度65℃，進行聚合反應；然后滴加入苯乙烯50克、甲基苯乙烯50克、丙烯酸2克、醋酸乙烯酯100克和乙烯基三乙氧基硅烷0.5克的混合單體，滴加時間4小時；在滴加混合單體的同時滴加1克抗壞血酸和10克蒸餾水的水溶液，滴加時間4小時，再加入3克硅溶膠(粒徑25納米，重量固含量30％)，繼續(xù)攪拌混合1小時；冷卻至25℃，用10克30wt％氫氧化鈉水溶液中和，經(jīng)100目篩網(wǎng)過濾，得到土工格柵用乳液，固含量30.33wt％，pH＝8.17(使用PHS-3C精密pH計測得)。實施例4土工格柵用乳液的制備：在2000ml反應釜中加入1克二環(huán)己基-2-磺基琥珀酸鈉、1克聚氧化乙烯(20)失水山梨醇單棕櫚酸酯(吐溫40)、2克過硫酸銨和1克過硫酸鈉、1克富馬酸、1克馬來酸和280.06克蒸餾水，完全溶解成水溶液，進行攪拌加熱，加熱溫度70℃，進行聚合反應；然后滴加入苯乙烯20克、甲基苯乙烯80克、醋酸乙烯酯50克和乙烯基三乙氧基硅烷0.8克混合單體，滴加時間3小時；在滴加混合單體的同時滴加0.3克抗壞血酸、0.2克焦亞硫酸鈉和10克蒸餾水的水溶液，滴加時間3小時；再加入2克硅溶膠(粒徑15納米，重量固含量33％)，繼續(xù)攪拌混合1小時，冷卻至25℃，用10克20wt％氫氧化鈉水溶液中和，經(jīng)100目篩網(wǎng)過濾，得到土工格柵用乳液，固含量35.09wt％，pH＝7.26(使用PHS-3C精密pH計測得)。實施例5土工格柵用乳液的制備：在2000ml反應釜中加入2克三乙醇胺油酸酯、2克聚氧化乙烯硬脂肪酸酯、2克過硫酸銨、1克富馬酸和782.36克蒸餾水，完全溶解成水溶液，進行攪拌加熱，加熱溫度60℃，進行聚合反應；然后滴加入苯乙烯100克、醋酸乙烯酯150克、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷1.5克和丙烯酸3克混合單體，滴加時間5小時；在滴加混合單體的同時滴加0.8克亞硫酸鈉、0.7克焦亞硫酸鈉和10克蒸餾水的水溶液，滴加時間5小時，再加入4克硅溶膠(粒徑40納米，重量固含量28％)，繼續(xù)攪拌混合1小時；冷卻至25℃，用10克25wt％氫氧化鈉水溶液中和，經(jīng)100目篩網(wǎng)過濾，得到土工格柵用乳液，固含量25.07wt％，pH＝6.98(使用PHS-3C精密pH計測得)。對比例：按CN105153565A的方法制備的乳液用實施例1～5和對比例，按下述工藝進行操作：A、將實施例1～5和對比例樣品稀釋成重量固含量20％，按乳液：乳化瀝青(市售，重量固含量30％)＝2：5混合配制成浸膠液；B、將未浸膠的土工格柵單根紗線浸泡于各浸膠液中，根據(jù)浸泡時間2min，浸膠量在18％左右，使用吹風機將其吹干后，放置在150℃烘箱中烘10min；C、觀察浸膠后土工格柵紗線的手感軟硬度，并檢測浸膠后單根紗線強度變化。判定標準：強度越大表明土工格柵用乳液的增強效果越好強度/N未浸膠105對比例208實施例1253實施例2263實施例3239實施例4247實施例5266從上述應用結(jié)果可以看出：使用本發(fā)明實施例1～5制備的土工格柵用乳液，與對比例相比，對土工格柵增強效果更好，明顯提高土工格柵的定型性和強度。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3