[发明专利]一种防覆冰氟碳乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氟碳树脂乳液，具体涉及一种防覆冰氟碳树脂乳液及其制备方法。

背景技术

积雪覆冰会在很多领域造成损失，如道路阻滞、电力瘫痪、飞机停飞、风机超负荷运行等。防覆冰技术主要是指延长过冷水的结冰时间，使水在凝固之前有足够时间能够依靠重力、离心力、风力等作用脱离结冰表面，从而达到防止结冰的目的，这就要求降低表面的表面能和对冰、水的附着力。

中国专利CN 102492945B公开了一种仿生微纳复合结构防覆冰表面及其制备方法，该方法为材料表面纳米结构化和低表面能修饰的结合，但工艺成本较高；中国专利申请CN 103483890A公开了一种含有改性无机纳米颗粒的聚合物防覆冰涂料及其制备方法，但该涂料所用树脂及改性无机纳米颗粒的生产工艺复杂，不利于应用；中国专利申请CN 103788831A公开了一种防腐蚀防覆冰的涂料，该防覆冰涂料所用溶剂为酯类、酮类、醚类等有机溶剂，其生产和应用过程会对环境及工作人员的人身健康造成危害。

发明内容

为克服现有技术中成本高、工艺复杂、环境危害大等不足，本发明采用简单易行的制备方法，并以低毒或无毒物质作为溶剂，提供了以下技术方案：

本发明的技术方案的第一方面提供了一种防覆冰氟碳乳液，包括含氟单体、无机纳米颗粒、乳化剂，还可选的包括改性单体、引发剂；各组分质量百分比为：含氟单体10.00-50.00％、改性单体0.00-10.00％、无机纳米颗粒0.50-5.00％、引发剂0.00-2.00％、乳化剂0.50-5.00％、助溶剂0.00-20.00％，余量为水，共计100％；其中，所述的含氟单体选自丙烯酸全氟烷基酯、甲基丙烯酸全氟烷基酯、四氟乙烯、三氟氯乙烯、六氟丙烯、氟乙烯或偏二氟乙烯；改性单体选自丙烯酸单体、乙烯基醚单体或乙烯基酯单体。

本发明的技术方案的第二方面提供了一种制备上述防覆冰氟碳乳液的方法，包括以下步骤：

1)将无机纳米颗粒、引发剂、乳化剂在去离子水中充分乳化；

2)乳化液加入反应容器中，在搅拌条件下加热至40-95℃；

3)向反应器中缓慢加入含氟单体、改性单体，待单体聚合完全后停止加热即得。

根据本发明第一方面的技术方案提供的防覆冰氟碳乳液，在一些实施方式中，所述的防覆冰氟碳乳液还可选的包括助溶剂，原料按质量百分比为：含氟单体20.00-40.00％、改性单体0.00-5.00％、无机纳米颗粒0.50-2.00％、引发剂0.00-2.00％、乳化剂1.00-3.00％、助溶剂0.00-10.00％，余量为水，共计100％。

在一些实施方式中，所述助溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇或乙醚。

在一些实施方式中，乳液平均粒径大小为100-500纳米。

在一些实施方式中，所述的无机纳米颗粒的平均粒径大小为20-200纳米；所述的无机纳米颗粒选自二氧化钛、二氧化硅、炭黑。

在一些实施方式中，所述引发剂选自过硫酸盐类引发剂、偶氮类引发剂或过氧化物引发剂。

在一些实施方式中，所述乳化剂选自阴离子乳化剂、阳离子乳化剂或非离子乳化剂。

根据本发明第二方面的技术方案提供的制备方法，在一些实施方式中，步骤2)所述搅拌的速度为50-500rpm。

在一些实施方式中，步骤1)所述乳化的方法包括高速搅拌、高速振荡、超声波处理。

在一些实施方式中，步骤2)所述反应容器包括常压容器和高压容器中。

本发明的实施方式中使用的水均采用去离子水。

除非明确地说明与此相反，否则，本发明引用的所有范围包括端值。例如，“搅拌速度为500-5000rpm”表示搅拌速度R的范围为500rpm≤R≤5000rpm。

本发明使用的定义“或”表示备选方案，如果合适的话，可以将它们组合，也就是说，术语“或”包括每个所列出的单独备选方案以及它们的组合。例如，“改性单体选自丙烯酸单体、乙烯基醚单体或乙烯基酯单体”表示改性单体可以是丙烯酸单体、乙烯基醚单体、乙烯基酯单体之中的一种，也可以是其一种以上的组合。