[发明专利]一种含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无皂乳液的制备技术，具体涉及一种含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法。

背景技术

含氟聚丙烯酸酯乳液成膜性好，具有优异的表面及光学特性、耐化学稳定性及耐热性好、尤其能赋予聚合物材料低的表面能，被广泛应用于涂料、纺织、皮革、造纸、粘合剂和感光材料等领域。采用传统的乳液聚合制备的含氟聚丙烯酸酯乳液中，小分子乳化剂以物理吸附的方式附着在乳胶粒表面，它容易受外界环境的影响发生解吸，引起乳胶粒碰撞，使乳液存在着不耐电解质，易絮凝等缺点；在成膜过程中小分子乳化剂会迁移到膜表面，从而影响涂膜的附着力、拒水性、拒油性、致密性、平整性和光泽等性能，使其进一步应用受到了限制。无皂乳液聚合不采用传统乳液聚合中的小分子乳化剂，能得到尺寸均匀、表面洁净的乳胶粒子，能够提高乳液涂膜的致密性、耐水性、耐擦洗性以及附着力等性能，是一种备受关注的乳液聚合技术。

目前，含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法主要有以下几种：(1)采用离子性单体参与共聚制备含氟聚丙烯酸酯无皂乳液。汪海伟等(汪海伟，袁荞龙，吴树森.阳离子无皂含氟丙烯酸酯的合成与表面性能[J].功能高分子学报，2007，19-20(2)：184-192.)以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子共聚单体，用半连续法制备了无皂阳离子含氟聚丙烯酸酯乳液，固含量小于20％时乳液的稳定性好。唐新等(唐新，沈一丁，李培枝.阳离子型全氟丙烯酸酯无皂乳液的合成及性能[J].涂料工业，2010，40(3)：57-60.)以DMC为阳离子单体合成了阳离子型全氟丙烯酸酯共聚物无皂乳液，固含量为20％，乳胶粒平均粒径为65nm，整理后的纸张的防水防油效果好。(2)加入具有反应活性的乳化剂，它对聚合单体有乳化能力，且自身结构中的双键又可参与共聚合反应，该乳化剂聚合到聚合物主链后可起到稳定乳胶粒子的作用。王金等(王金，曾幸荣，欧阳喜仁，等.核壳型无皂含氟丙烯酸酯共聚乳液的合成[J].高分子材料科学与工程，2009，25(4)：24-27.)以烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚单磷酸作为反应性乳化剂制备了稳定性好且疏水性能优异的核壳结构含氟丙烯酸酯无皂乳液。Xiao等(Xiao X，Wang Y.Emulsion copolymerization of fluorinated acrylate in the presence of a polymerizable emulsifier[J].Colloids and Surfaces A：Physicochemical and Engineering Aspects.2009，348(1-3)：151-156.)采用烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵作为反应性乳化剂，通过种子乳液聚合法制备了核壳结构的含氟丙烯酸酯无皂乳液，乳胶粒具有较窄的粒径分布；王艺峰等(王艺峰，陈艳军.表面活性单体和丙酮共作用下甲基丙烯酸三氟乙酯无皂乳液聚合研究[J].化学建材，2007，23(5)：10-13.)在丙烯基聚氧乙烯醚硫酸铵和助溶剂丙酮共同作用下，采用一次投料法制备了甲基丙烯酸三氟乙酯均聚物无皂乳液。乳胶粒径呈单分散性，但是乳液的固含量较低，约为20％。刘锦红等(刘锦红，黄毅萍.核-壳型含氟丙烯酸酯共聚物乳液的合成与表征[J].安徽大学学报(自然科学版)，2010，34(3)：97-103.)用含双键的烷基醚硫酸盐为乳化剂，通过半连续滴加种子乳液聚合法合成稳定的核-壳结构的含氟丙烯酸酯共聚乳液。(3)利用两亲无规聚合物制备含氟丙烯酸酯共聚物无皂乳液。陈立军等(陈立军，史鸿鑫，武宏科，等.无皂乳液聚合法制备氟碳聚合物乳液[J].深圳大学学报理工版，2008，25(4)：331-337.)用丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸的无规共聚物(PBA-co-PMAA)为乳化剂，合成了具有核壳结构的自交联含氟聚合物乳液，该乳液的稳定性和膜性能优于常规乳液聚合制备的氟碳聚合物乳液。沈一丁等(李刚辉，沈一丁，唐新.含氟无规两亲聚合物法制备含氟无皂乳液[J].中国皮革，2009，38(15)：45-48.何战友，马少云，沈一丁，等.含氟无皂乳液纸张防油剂的制备及应用[J].中华纸业，2010，31(12)：21-24.)以甲基丙烯酸六氟丁酯、苯乙烯和丙烯酸为单体，通过溶液聚合制备出含氟无规两亲聚合物(ASRF)，以ASRF作稳定剂制备了稳定性优异的含氟丙烯酸酯无皂乳液，该乳液的粒径为45nm，且分布窄，整理的纸张具有较好的防水防油性。