[发明专利]交联型自乳化阳离子全氟共聚物无皂乳液及其制备方法

权利要求书

1.一种交联型自乳化阳离子金氟共聚物无皂乳液，由下述方法制备得到，该方法依次包括下述步骤：

(1)制备单体预乳化混合物：将阳离子单体与乙烯基单体、全氟烷基(甲基)丙烯酸酯和功能性单体按0.2-0.5∶0.3-0.5∶1∶0.01-0.03的质量比混合均匀制得混合物溶液A；再将混合物溶液A和油溶性引发剂按100∶0.05-1的质量比混合均匀得到混合物溶液B，将混合物溶液B通过超声或机械搅拌下预乳化混合均匀；

所述的乙烯基单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯或甲基丙烯酸己酯；

所述的功能性单体是具有交联性质的功能性单体，选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯或甲基丙烯酸羟乙酯；

(2)制备水溶性全氟烷基丙烯酸酯预聚物：在60℃-90℃下将溶液B滴加到低沸点有机溶剂中，其中溶液B和有机溶剂的质量比为1∶0.5-1.5，滴加时间为0.5-2小时，然后继续聚合1-3小时后得到全氟烷基丙烯酸酯预聚物的有机溶剂溶液C；然后在溶液C中边搅拌边添加水，其中溶液C和水的质量比为1∶0.5-1，搅拌均匀后直接蒸馏除去有机溶剂得到水溶性全氟烷基丙烯酸酯预聚物；

(3)制备全氟丙烯酸酯共聚物无皂乳液：将水溶性全氟烷基丙烯酸酯预聚物、水和水溶性引发剂按1∶1-3∶0.01-0.05的质量比混合均匀，于30-90℃下聚合2-6小时即可得到制备全氟丙烯酸酯共聚物无皂乳液。 

2.如权利要求1所述的交联型自乳化阳离子全氟共聚物无皂乳液，其特征在于：上述步骤(1)中：所述的阳离子单体为季铵盐型阳离子单体，是丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；

所述的全氟烷基(甲基)丙烯酸酯的分子式为

CH2＝C(R)C(O)O(CH2)2(CF2)nCF3，式中R为H或CH₃，n为1、3、5、7、9、11、13、15、17；

所述的油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰。

3.如权利要求2所述的交联型自乳化阳离子全氟共聚物无皂乳液，其特征在于：上述步骤(2)中有机溶剂是丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、正己烷、环己烷、乙腈或石油醚。

4.如权利要求3所述的交联型自乳化阳离子全氟共聚物无皂乳液，其特征在于：上述步骤(3)中，水溶性引发剂为过硫酸盐型引发剂、氧化还原引发剂或水溶性偶氮引发剂。

5.如权利要求1所述的交联型自乳化阳离子全氟共聚物无皂乳液的制备方法，依次包括下述步骤：

(1)制备单体预乳化混合物：将阳离子单体与乙烯基单体、全氟烷基(甲基)丙烯酸酯和功能性单体按0.2-0.5∶0.3-0.5∶1∶0.01-0.03的质量比混合均匀制得混合物溶液A；再将混合物溶液A和油溶性引发剂按100∶0.05-1的质量比混合均匀得到混合物溶液B，将混合物溶液B通过超声或机械搅拌下预乳化混合均匀；

所述的乙烯基单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯或甲基丙烯酸己酯； 

所述的功能性单体是具有交联性质的功能性单体，选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯或甲基丙烯酸羟乙酯；

(2)制备水溶性全氟烷基丙烯酸酯预聚物：在60℃-90℃下将溶液B滴加到低沸点有机溶剂中，其中溶液B和有机溶剂的质量比为1∶0.5-1.5，滴加时间为0.5-2小时，然后继续聚合1-3小时后得到全氟烷基丙烯酸酯预聚物的有机溶剂溶液C；然后在溶液C中边搅拌边添加水，其中溶液C和水的质量比为1∶0.5-1，搅拌均匀后直接蒸馏除去有机溶剂得到水溶性全氟烷基丙烯酸酯预聚物；

(3)制备全氟丙烯酸酯共聚物无皂乳液：将水溶性全氟烷基丙烯酸酯预聚物、水和水溶性引发剂按1∶1-3∶0.01-0.05的质量比混合均匀，于30-90℃下聚合2-6小时即可得到制备全氟丙烯酸酯共聚物无皂乳液。