[发明专利]一种具有核壳结构高效无氟防水剂及其制备方法

说明书

通过选用具有结晶性能的长链烷基酯丙烯酸类单体替代含氟物质，提高了其环保性；通过选定特殊的具有可反应性基团的乳化剂，以及特殊的合成工艺，合成了具有核壳结构的无氟防水剂提高无氟防水剂的防水性能。应当指出，以上所述优选实施方式，不应被解释成限制本发明的范围，对于在不脱离本发明构思的前提下所做的改进、改变和润饰也在本发明的保护范围之内。

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种具有核壳结构高效无氟防水剂及其制备方法。

背景技术

在纺织助剂领域，织物的防水性能通过防水分散液整理获得。其本质是在织物表面吸附一层低表面能物质，以此达到拒水拒油的目的，因此，表面能越低，防水效果一般越好，目前防水剂主要以含氟物质的分散液最为广泛，研究也最为活跃。主要为具有全氟代烷基或者全氟代烯基或者丙烯酸基或异丁烯酸基的聚合物。近些年来，因人们环保意识增强，逐步在减少含氟防水剂的使用，针对含氟防水剂的限制规定也越来越明确。美国环保局、加拿大环境组织及欧盟等国际上许多组织都规范了全氟烷基长碳链化合物的生产和使用，联合国环境署也将PFOS(全氟辛烷磺酸)和PFOA(全氟辛酸)列入了“关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约”。因此，开发高性能环保型无氟防水剂织物整理剂作为含氟高分子防水整理剂的替代品，对含氟防水整理剂的更新换代，对环境的保护，都具有重要的意义。

含氟防水剂最理想状态下的临界表面张力可达到6mN/m，具有最低的表面能，但同时，达到该理想状态需要特殊长链的含氟单体、较多的含氟物质、合适的交联结构；而作为碳氢化合物，长链烷烃能达到的最低临界表面张力为20mN/m，通过结晶形成的晶面可实现该最低表面能。作为织物所要防的液体，例如牛奶表面张力为43mN/m，葡萄酒表面张力为45mN/m，水表面张力为72.8mN/m，这些液体的表面张力都在长链烷烃临界表面张力以上，理论上完全可以防止这些液体对织物的润湿以及污染。

普通的含有长链烷基的防水剂因为晶面结构的缺失或者不完整，导致其防水性能会有一定的损失，临界表面张力接近水、牛奶等液体时，导致了这些液体对织物的润湿。因此为了解决该问题，通过合成具备有核壳结构的特殊粒子，同时采用可反应型非离子表面活性剂，充分提高长链烷烃在表面的结晶完整性能，充分提高无氟防水剂的防水性能。同时，该无氟防水剂对环境不够成压力，绿色环保。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有核壳结构高效无氟防水剂及其制备方法，能赋予织物基材优异的防水性能，同时绿色环保，不对环境构成压力。以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案如下：一种具有核壳结构高效无氟防水剂，其特征在于，所述具有核壳结构高效无氟防水剂按质量百分比包括以下组分：(R)丙烯酸酯长链烷烃单体15％-34％、功能性可自由基聚合单体1％-20％，表面活性剂1％-5％、亲水性溶剂4％-10％、pH调节助剂0.01％-3％、余量为水；功能性可自由基聚合单体是(甲基)乙烯基环烷烃、(甲基)丙烯酸酯环烷烃、(甲基)乙烯基卤烷烃、可共聚的可交联单体；

所述具有核壳结构高效无氟防水剂的合成方式是由(R)丙烯酸酯长链烷烃单体、功能性单体在乳化剂的乳化作用下由自由基引发，以种子乳液聚合方式合成。

上述具有核壳结构高效无氟防水剂，所述(R)丙烯酸酯长链烷烃单体的烷基为直链，其碳原子数目是8-30，R为H、Cl、Br、F或者CH₃。

上述具有核壳结构高效无氟防水剂，所述(甲基)乙烯基环烷烃、(甲基)丙烯酸酯环烷烃的环烷烃包括单环、多环以及桥环，可以为饱和烷烃，也可以为不饱和烷烃；单环大小优选五元环以及六元环，多环优选双环或三环；优选自苯基、环己基、环戊基、二环戊基、异冰片基中的一种或多种。

上述具有核壳结构高效无氟防水剂，所述(甲基)乙烯基卤烷烃的卤素为I，Br，Cl或F。