[发明专利]全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯共聚物及其应用

说明书

本发明公开了一种全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯共聚物及其应用。以全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯作为拒水功能单体，通过乳液共聚制得含氟织物整理剂，产品用于织物整理可提供优异的拒液性能和耐久性。合成整理剂所用的全氟烷基四氟硫甲撑是以全氟烷基硫代卤苯为前体化合物，以氟化试剂氟化生成中间体全氟烷基四氟硫甲撑卤苯；中间体再与乙烯基溴化镁反应得到全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯。本发明制备过程中，反应条件温和、工艺简便；原料价廉，成本低；易于工业化推广应用。含氟功能单体结构中，四氟硫甲撑作为连接基直接与苯基相连，由于苯环大π键对四氟化硫具有电荷分散稳定效应，给含氟单体提供了良好的耐热稳定性。同时，硫碳键易于在紫外光照射降解，由此得到的含氟整理剂具有良好的易降解性，是环境友好型含氟整理助剂。

技术领域

本发明涉及一种易降解含氟整理剂及其制备方法，具体涉及一种全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯共聚物型织物整理剂及其制备方法，属于纺织品后整理助剂与含氟材料制备技术领域。

背景技术

含氟丙烯酸酯聚合物具有成膜性好、表面自由能低、热稳定性能好以及耐腐蚀等优点，因此已在纺织品、皮革等领域广泛应用。应用过程中，含氟聚合物通过在基材（如纤维）表面成膜，提供具有极低表面自由能的防护层，从而赋予基材特定的浸润性能。众多研究表明，含氟聚合物出色的疏水疏油性能系由聚合物主链的柔韧性、氟烷基的链长以及主链与侧基之间的桥基共同决定。由于长碳链全氟烷基链段在自然环境难以完全降解，对人体健康和环境存在危害，研究开发具有与长碳链全氟烷基聚合物接近表面能，但又易于降解的高分子功能材料具有很重要的理论与现实意义。

现有技术通过乳液聚合公开了一种含氟丙烯酸酯防水整理剂，可提供非常优异的防水功能，且易于降解，不存在累积毒性，不属于禁用含氟化学品。然而，该技术得到的含氟整理助剂热稳定性很差，其初始分解温度很低，这对于含氟整理助剂的热焙烘非常不利的。这也因此限制了这些整理剂的应用范围。此外，现有技术公开的含氟整理剂，其制备使用四氟乙烯作为反应原料，产品制备过程对实验设备要求高，安全要求严格，操作和控制难度大；加之其合成单体时利用丙烯酸酯银作为反应物，丙烯酸银不稳定且价格高昂，这也使得公开的防水剂制备成本很高，难以大范围推广应用。

发明内容

本发明针对目前长碳链全氟烷基不易降解所带来的环境累积毒性问题，利用四氟硫甲撑将全氟烷基直接键合至苯基，作为共聚物侧基；侧基上全氟烷基可提供优良的拒液功能。同时，利用侧基氟烷基中形成的碳硫键易于紫外光降解的特点，提供一种易光降解的含氟整理剂及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯共聚物，可以作为易紫外光降解含氟整理剂，其化学结构式如下：

其中，R_f = (CF₂)_nF，n = 2，4，6或8；x = 5～30；y =10～30；z = 2～10；w = 5～20。

本发明公开了上述全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：

（1）在氯气存在下，以全氟烷基硫代卤苯、氟化剂为原料，在惰性溶剂中反应，制备全氟烷基四氟硫甲撑卤苯；

（2）在催化剂存在下，以乙烯基溴化镁、全氟烷基四氟硫甲撑卤苯为原料，在醚类溶剂中反应，制备全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯；

（3）在引发剂存在下，以全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、交联单体为原料，在非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂存在下，反应制备所述全氟烷基四氟硫甲撑苯乙烯共聚物。

本发明公开了一种织物整理方法，包括如下步骤：

（1）在氯气存在下，以全氟烷基硫代卤苯、氟化剂为原料，在惰性溶剂中反应，制备全氟烷基四氟硫甲撑卤苯；