[发明专利]氟化水性聚氨酯－聚丙烯酸酯复合乳液的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于一种聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液，具体是一种氟化处理的水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的合成方法。

背景技术

水性聚氨酯(PU)涂料具有良好的物理机械性能和优良的耐寒性，但是，由于单一聚氨酯乳液存在自增稠性差，固含量低，乳胶膜的耐水性差，光泽性较差，机械强度不及丙烯酸树脂，且成本较高等缺陷，其应用受到一定的限制；而聚丙烯酸酯(PA)乳液具有较好的耐水性、物理机械性能和耐候性能，故聚氨酯和聚丙烯酸酯在性能上具有互补性。所以将聚氨酯乳液与聚丙烯酸酯乳液复合制备水性聚氨酯-聚丙烯酸酯(PUA)复合乳液，兼有聚氨酯乳液和聚丙烯酸酯乳液的优良特性，成本较低，具有较好的应用前景。具有两者的共同优点而弥补了对方的不足，国内外学者已经大量研究了聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液的合成方法和乳液性能以及成膜性能。

含氟化合物因其优异的低表面能而拥有拒水拒油性、润滑性、耐热耐化学品性以及抗玷污性和良好的生物相容性。因此，含氟单体的引入可以大幅度改善PUA涂膜的表面性能。氟化聚氨酯-聚丙烯酸酯(FPUA)复合乳液在聚氨酯-聚丙烯酸酯涂膜优异的性能基础上又被赋予了独特的拒水拒油性和抗玷污性，已经成为新一代聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液的发展代表。

发明内容

本发明的目的是提供一种氟化水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的合成方法，含氟单体的引入可以大幅度改善聚氨酯-聚丙烯酸酯涂膜的表面性能。

本发明的技术方案如下：

氟化水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的合成方法，其特征在于：在反应器中加入制备好的聚氨酯种子乳液，搅拌升温至75-85℃，在氮气阻氧环境中，滴加丙烯酸酯混合单体、甲基丙烯酸十二氟庚酯和引发剂偶氮二异丁腈的混合溶液，缓慢滴加完毕，在78-85℃下保温反应，充分反应后降温冷却过滤出料，用氨水调节pH值至适合值6.5-8，制备出氟化水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液。

所述的氟化水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的合成方法，其特征在于：在反应器中加入制备好的聚氨酯种子乳液，搅拌升温至78-82℃，在氮气阻氧环境中，滴加丙烯酸酯混合单体、甲基丙烯酸十二氟庚酯和引发剂偶氮二异丁腈的混合溶液，缓慢滴加完毕，在78-82℃下保温反应，充分反应后降温冷却至40℃以下过滤出料，用氨水调节pH值至适合值6.5-8，制备出氟化水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液。

所述的丙烯酸酯混合单体是指丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-羟甲基丙烯酸酰胺的任意二种或二种以上混合物。

聚丙烯酸酯/聚氨酯质量比3-4∶6-7，甲基丙烯酸十二氟庚酯的质量占反应原料单体总质量的1-10％，引发剂偶氮二异丁腈为反应原料单体总质量的0.2-0.8％。

氟化水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的另一种合成方法，其特征在于：将引发剂偶氮二异丁腈溶解于丙烯酸酯混合单体、甲基丙烯酸十二氟庚酯混合物中，然后将其加入到聚氨酯种子乳液中搅拌、预乳化，直至乳液不分层，并平衡溶胀，制备出单体预乳化液；在反应器中加入上述制备好的单体预乳化液的1/4-1/2量，升温搅拌并通入氮气，在75-85℃下反应20-60分钟后，开始滴加剩余的单体预乳化液，滴完后，继续在80-85℃下保温反应，充分反应后降温冷却过滤出料，用氨水调节pH值至6.5-8，制备出氟化水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液。

所述的氟化水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的合成方法，其特征在于：将引发剂偶氮二异丁腈溶解于丙烯酸酯混合单体、甲基丙烯酸十二氟庚酯混合物中，然后将其加入到聚氨酯种子乳液中搅拌、预乳化，直至乳液不分层，并平衡溶胀，制备出单体预乳化液；在反应器中加入上述制备好的单体预乳化液的30-35％量，升温搅拌并通入氮气，在78-82℃下反应50-60分钟后，开始滴加剩余的单体预乳化液，滴完后，继续在83-85℃下保温反应，充分反应后降温冷却过滤出料，用氨水调节pH值至6.5-8，制备出氟化水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液。

所述的丙烯酸酯混合单体是指丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯腈、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-羟甲基丙烯酸酰胺的任意二种或二种以上混合物。