[发明专利]一种具有立体硅烷结构的无氟防水剂及其制备方法

权利要求书

1.一种无氟防水剂，其特征在于：它为式Ⅰ所示聚合物的水性乳液，

式Ⅰ中，

R₁为长链丙烯酸酯结构链段，X表示聚合度，R₁的结构如式Ⅱ所示；

式Ⅱ中，*表示反应基团R₁聚合的反应点，n为15～21之间的自然数；

R₂为笼型倍半硅氧烷结构链段，Y表示聚合度，R₂的结构如式Ⅲ所示；

式Ⅲ中，*表示反应基团R₂聚合的反应点，R为乙基、异丁基或异辛基，n为1～3之间的自然数；

R₃为功能性单体结构链段，来自含有羟基、环氧基、酰胺基、二甲氨基、羧基、酯基、烷氧基、封端异氰酸基和卤素端基中的至少一种的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体，Z表示聚合度；

X为1～150之间的自然数，Y和Z为1～100之间的自然数；

所述的无氟防水剂是由包括如下步骤的方法制备得到的：长链丙烯酸酯、笼型倍半硅氧烷、功能性单体、乳化剂、有机助溶剂和水形成的预乳液在引发剂的作用下经自由基乳液聚合，得到所述无氟防水剂；

所述长链丙烯酸酯是由碳氢疏水基团和双键构成的可聚合单体，碳氢疏水基团为含有16～22个碳原子的直链，其结构式如式Ⅳ所示：

式Ⅳ中，n为15～21之间的自然数；

所述笼型倍半硅氧烷的结构如式Ⅴ所示：

式Ⅴ中，R基为乙基、异丁基或异辛基，n为1～3之间的自然数；

所述功能性单体为含有羟基、环氧基、酰胺基、二甲氨基、羧基、酯基、烷氧基、封端异氰酸基和卤素端基中的至少一种的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体。

2.根据权利要求1所述的无氟防水剂，其特征在于：R₃来自如下功能性单体：丙烯酸羟乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸二甲氨基乙酯和3-氯-2羟基-丙基甲基丙烯酸酯中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1或2所述的无氟防水剂，其特征在于：式Ⅰ所示聚合物为下述式Ⅰ-Ⅰ、式Ⅰ-Ⅱ、式Ⅰ-Ⅲ、式Ⅰ-Ⅳ、式Ⅰ-Ⅴ和式Ⅰ-Ⅵ中的任一种：

式Ⅰ-Ⅰ中，X为60～80之间的自然数，Y为20～40之间的自然数，Z为40～60之间的自然数；

式Ⅰ-Ⅱ中，X为60～80之间的自然数，Y为20～40之间的自然数，Z₁+Z₂为40～60之间的自然数；

Ⅰ-Ⅲ中，X为80～100之间的自然数，Y为20～40之间的自然数，Z为60～80之间的自然数；

式Ⅰ-Ⅳ中，X为50～70之间的自然数，Y为40～60之间的自然数，Z₁+Z₂为40～60之间的自然数；

式Ⅰ-Ⅴ中，X为120～150之间的自然数，Y为20～40之间的自然数，Z₁+Z₂为30～50之间的自然数；

式Ⅰ-Ⅵ中，X为60～80之间的自然数，Y为20～40之间的自然数，Z为40～60之间的自然数。

4.权利要求1-3中任一项所述的无氟防水剂的制备方法，包括如下步骤：长链丙烯酸酯、笼型倍半硅氧烷、功能性单体、乳化剂、有机助溶剂和水形成的预乳液在引发剂的作用下经自由基乳液聚合，得到所述无氟防水剂；

所述长链丙烯酸酯是由碳氢疏水基团和双键构成的可聚合单体，碳氢疏水基团为含有16～22个碳原子的直链，其结构式如式Ⅳ所示：

式Ⅳ中，n为15～21之间的自然数；

所述笼型倍半硅氧烷的结构如式Ⅴ所示：

式Ⅴ中，R基为乙基、异丁基或异辛基，n为1～3之间的自然数；

所述功能性单体为含有羟基、环氧基、酰胺基、二甲氨基、羧基、酯基、烷氧基、封端异氰酸基和卤素端基中的至少一种的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体。