[发明专利]一种木材防水防护全氟丙烯酸酯共聚物水分散细乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木材、木制品防水防护材料，尤其是涉及一种木材防水防护全氟丙烯酸酯共聚物水分散细乳液的制备方法。

背景技术

木材、指接材以及室内、户外木制品，人造板、家具、实木门窗、橱柜、楼梯均存在遇潮湿膨胀、遇干燥收缩等自然缺陷，严重影响产品质量和使用寿命及效果，人造板如多层板、密度板、刨花板虽然使用了防水胶同样存在遇潮湿膨胀、遇干燥收缩的问题，特别是单面受环境影响变形、翘曲、开裂现象更为严重，在制备全氟烷基共聚物水分散液时，一般都是将全氟烷基丙烯酸酯等共聚单体在水系分散液中直接采用乳液聚合的形式得到，常规乳液聚合过程要求单体通过水相由液滴向胶束迁移，由于全氟烷基单体极难溶于水，影响了乳液聚合的顺利进行，必须要在水相中加入一定量有机溶剂(如丙酮、异丙醇等)来助溶，US0173585由于这些有机溶剂的加入，导致水系分散液的闪点下降，水分散乳液依然存在着环境问题和安全隐患，乳液的稳定性欠佳，有机溶剂还使表面活性剂的乳化效率降低，使其用量增大，而大量乳化剂最终会影响共聚物的表面性能，它们对热、光、氧、化学品呈现不稳定性，也会给共聚物的防水防油性能带来不利影响，这是目前采用乳液聚合得到全氟烷基共聚物防水防油剂的普遍缺点。

细乳液聚合是最近发展起来的一种新型的乳液聚合方法，它是通过在一定的乳化体系中采用细乳化方式得到分散均匀的细乳液，然后加入引发剂直接在单体液滴内引发成核，每个单体液滴都成为了相对独立的反应器，可以避免单体在水相中难溶和迁移的问题，(US5686518、US6160049)。细乳液聚合的一个显著特点就是要加入助乳化剂，如十六烷、十六醇等，以达到单体细乳化的目的，但是助乳化剂的存在依然会影响到乳液产品的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种木材防水防护全氟丙烯酸酯共聚物水分散细乳液的制备方法，采用该方法制备的防水防油剂无需有机溶剂，具有安全环保性，所制备的细乳液有良好的储存稳定性和稀释稳定性，由该抗油抗水剂组成的共聚物细乳液涂膜的成膜性能好，防水防油性能优异。

为了实现本发明的目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种木材防水防护全氟丙烯酸酯共聚物水分散细乳液的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

①将10-40％的共聚单体混合物，占单体总质量1.0-6.0％的乳化剂和60-90％的去离子水混合搅拌10-30min得到预乳液，

②再将所得到的预乳液在超声器中超声处理1-10min，得到粒径分布在30-150nm稳定的单体细乳液；

③将经过细乳化处理得到的单体细乳液置于一反应釜中，分别加入占单体质量0.05-1％链转移剂，占单体质量0.05-1％的引发剂，升温至50-90℃引发聚合，反应2-6小时，保温1-3小时，待到单体转化率达到95.0％以上时，冷却至室温，经过滤得到。

所述步骤①中，所述的共聚单体混合物是由如下四种类型的可聚合单体组成：用量为单体总质量的20-60％的全氟烷基丙烯酸酯；用量为单体总质量的10-60％的丙烯酸烷基酯软单体；用量为单体总质量的10-60％的乙烯基硬单体；用量为单体总质量的0.5-5％的功能性单体。

所述步骤①中，所述的乳化剂是由季铵盐阳离子型表面活性剂和带有聚氧乙烯链段的非离子表面活性剂组成。

所述的阳离子表面活性剂占乳化剂总量的20-80％。

所述步骤①中，乳化剂的用量最好为占单体总质量的1-3％；阳离子表面活性剂最好占乳化剂总量的40-60％；步骤②中加入的引发剂最好占单体质量的0.2-0.8％。

所述的链转移剂为十二烷基硫醇；引发剂可以是水溶性的过硫酸盐，也可以是油溶性的引发剂，或者两者同时使用，水溶性的过硫酸盐，可选自过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠，油溶性的引发剂可选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰。

所述采用先制备分散均匀，粒径在30-150nm范围以内稳定的单体细乳液，再加入引发剂，升温到50-90℃引发聚合得到共聚物乳液，也可以先加入引发剂在温度低于40℃时进行细乳化，再升温引发聚合得到共聚物水分散乳液。