[发明专利]一种有机氟防水防油整理剂乳液及其制备

说明书

技术领域

本发明属于纸张、纸板表面整理领域。涉及到一种有机氟防水防油整理剂乳液及其制备方法。

背景技术

有机氟处理剂品具有较低的界面张力，优良的耐热性以及化学稳定性，因而能赋予机织织物、皮革、纸张和纸板等基材优异的防水和防油性能。

(甲基)丙烯酸酯类高分子具有成膜性好、固化物柔韧性好的特点，用其作为整理剂处理机织织物、纸张等后，处理品透气性好、有良好的手感。虽然聚(甲基)丙烯酸酯具有较好的防水性，而且原料易得、成本低，但却不具备防油性能。如果将含氟单体同(甲基)丙烯酸酯类单体共同聚合，则可以制备出既防水又防油的表面整理剂。

尽管含氟化合物在防水、防油方面有着重要的应用，但是含氟化合物通常需要使用大量的助剂。此类助剂是在水中和氟单体中都有高溶解度的有机溶剂，溶剂的使用有助于单体有单体液滴向聚合物乳胶粒中扩散。如美国专利US08/048,350在聚合时加入丙酮作为聚合用助剂，日本专利JP309562/1999提出将水溶性的高粘度助剂(25℃时粘度在3cP以上)如三乙二醇、二丙二醇二甲醚等加入到水中组成复合水系介质。但是溶剂的使用会导致水系分散液燃点的下降，或者残留在被处理物中，这是很不利的。不论使用何种溶剂，都会增大体系的VOC值(挥发性有机物)，对环境不利。而本发明是一种用于纸张和纸板的防水防油整理剂乳液，它是一种水分散型的防水防油整理剂，其中不含有那些不受欢迎的有机溶剂。因此使用起来不仅安全性能高，对环境的影响也很小。

由于(甲基)丙烯酸酯类单体与含氟单体的比重相差较大，在通过乳化聚合、悬浮聚合等获得共聚物的时候，很难使上述两种可聚单体均匀的分散在聚合介质中，因此在聚合之前要先通过高速的机械搅拌使其均匀的分散在聚合介质中。

本发明是杂氧全氟烷基(甲基)丙烯酸酯单体、高级脂肪醇(甲基)丙烯酸单体、(甲基)丙烯酸羟基酯类单体，在乳化剂、链转移剂、引发剂存在下乳液聚合得到的含氟共聚物乳液。本发明具有优异的拒水拒油性能，乳液粒径小，而且其中不含有那些不受欢迎的有机溶剂，因此使用起来不仅安全性能高，对环境的影响也很小。同时本发明操作方法简单，反应条件要求简单。与同类型产品相比不但防水防油效果佳而且成本低。

发明内容

本发明公开了一种有机氟防水防油整理剂乳液。由杂氧全氟烷基(甲基)丙烯酸酯单体、高级脂肪醇(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸羟基酯类单体，在乳化剂、链转移剂、引发剂存在下共聚得到。该防水防油整理剂乳液不含有有机溶剂，而且在保证纸张和纸板的透气性、柔软度、弹性基础上使其具有优异的防水、防油性。本乳液为乳白色水乳液，性能稳定，固含量为20～25％。

其中本发明所涉及到的碳氟单体为杂氧全氟烷基(甲基)丙烯酸酯单体。它由六氟环氧丙烷二聚体、三聚体、四聚体与含游离羟基的(甲基)丙烯酸单体酯化反应物，优选的是三聚体。

(甲基)丙烯酸羟基酯类单体的通式为：

CH₂＝CH(R¹)-COO-C_nH_2n-OH

其中，R¹是氢或甲基，n是整数2，3，4，5或6；优选的是3。

碳氢单体为高级脂肪醇丙烯酸酯类，包括(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸十八酯，优选(甲基)丙烯酸十八酯。

(甲基)丙烯酸羟基酯类单体的通式为：

CH₂＝CH(R¹)-COO-C_nH_2n-OH

其中，R¹是氢或甲基，n是整数2，3，4，5或6；优选的是2、3。

所用含氟丙烯酸单体、高级脂肪醇丙烯酸酯类单体、(甲基)丙烯酸羟基酯类单体的质量比为20～80∶75～15∶5，优选的是55∶40∶5。

所用乳化剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂复合表面活性剂，复合乳化剂HLB值为8.0～15.0，优选HLB值为12.0的复合乳化剂。

乳化剂用量为总单体质量的7～10％，优选8％。

链转移剂为烷基硫醇，优选的是十二烷基硫醇。

链转移剂用量为总单体质量的1～3‰，优选的是2‰。

引发剂使用的是水溶性引发剂，优选偶氮二异丁醚。

引发剂用量为总单体质量的7～10‰，优选的是8‰。