[发明专利]一种含氟丙烯酸酯乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乳液的制备方法，特别涉及一种含氟丙烯酸酯乳液的制备方法。

背景技术

纯丙乳液、硅丙乳液在乳液生产领域中占有重要地位，现有的纯丙乳液、硅丙乳液在耐化学腐蚀，自清洁等方面还无法满足要求。而含氟丙烯酸酯乳液由于其C-F键的键能大，比较稳定，且F原子与C原子结合牢固，而且在碳链骨架外层排列十分紧密，有效地防止了C原子和C链的暴露，更能体现出卓越的拒水性、耐酸碱性、自洁性和耐候性。用含氟丙烯酸乳液制备的水性含氟涂料具有低表面能、优异的耐候性和耐沾污性的特征。目前市场上聚四氟乙烯乳液PTFE和聚偏氟乙烯乳液PVDF因其玻璃化温度高，常温下不能成膜，需要高温烧结，因此在涂料领域应用受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含氟丙烯酸酯乳液的制备方法。该方法反应过程易于控制，不需高温烧结，常温下能固化成膜，最终获得的含氟丙烯酸酯乳液既具有氟的特性，又保持了丙烯酸乳液的优异性能。

本发明的技术解决方案是：

一种含氟丙烯酸酯乳液的制备方法，按照重量份数计步骤如下：

1.制备预乳化乳液

（1）将蒸馏水54-60份，阴离子乳化剂1.0-1.7份，非离子乳化剂2.0-4.0份混合，缓慢加入已搅拌均匀的丙烯酸单体65.8-73.5份，乳化5-20min，制得预乳化液I；

(2) 以重量份数计，将蒸馏水45-64份，阴离子乳化剂1.0-1.7份，非离子乳化剂2.0-3.0份混合，缓慢加入已搅拌均匀的丙烯酸单体49-63份，全氟烷基乙基丙烯酸酯5-31份，乳化5-30min，制得预乳化液Ⅱ；

2.制备种子乳液

将蒸馏水48-60份，阴离子乳化剂0.4-0.8份,非离子乳化剂0.8-1.5份，碳酸氢钠或碳酸钠0.3-1.5份，预乳化液I总量的17%-25%混合，200-280r/min下搅拌，通氮气，开启冷凝水，升温至65-75℃，加入引发剂0.15-0.75份，所述的引发剂为过硫酸盐，反应3-10min，获得种子乳液；

3.滴加方式加入单体

当种子乳液出现蓝光时，开始滴加剩余预乳化液I和预乳化液Ⅱ，在1.0-3.0h内滴完，滴加0.3-0.9份引发剂与18份蒸馏水的混合溶液，所述的引发剂为过硫酸盐，在1.1-3.1h滴加完毕，温度控制在72℃～90℃；

4.在滴加完毕后保温1-2h，将乳液降温至30-40℃，过滤出料，用3-8份碱中和剂调PH至7-8，制得含氟丙烯酸酯乳液。

上述的全氟烷基乙基丙烯酸酯的结构式为（CH2=CHCOOCH2CH2（CF2）nF），其中n为6—18的偶数。

上述的乳化剂是由阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成，其中阴离子乳化剂与非离子乳化剂的重量比为1.6:1-2.5:1，所述的非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、TX-10辛基酚聚氧乙烯醚或NP-10壬基酚聚氧乙烯醚，阴离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠（SDS）或十二烷基硫酸钠与组分A的混合物，按照重量比混合物中十二烷基硫酸钠68-72%、组分A 28-32%，所述的组分A为全氟丁基磺酸钾或全氟壬基苯磺酸钠。

上述的过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾。

上述的丙烯酸类单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺中至少两种。

上述在缓慢加入已搅拌均匀的丙烯酸单体65.8-73.5份后，加入全氟烷基乙基丙烯酸酯10-15份进行预乳化。

上述的碱中和剂为碳酸氢钠水溶液、碳酸钠水溶液、氨水或2-氨基-2-甲基-1-丙醇水溶液。

上述的丙烯酸类单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸羟丙酯、N-羟甲基丙烯酰胺中的三种或四种。

上述在预乳化液中还加入重量份数的0.1-10的有机硅单体。

上述的有机硅单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷。