[发明专利]含氟乳液的制备方法、含氟表面防护剂及其应用

说明书

本发明提供一种含氟乳液的制备方法，首先采用溶液聚合得到带环氧基团的偏二氯乙烯低聚物溶液，再与丙烯酸反应，使环氧基团开环得到带双键的偏二氯乙烯低聚物溶液，然后减压蒸馏去除溶液中的溶剂和未反应的单体，得到带双键的偏二氯乙烯低聚物，再将该低聚物作为乳液聚合的单体，从而得到偏二氯乙烯的含氟乳液，其具有低的偏二氯乙烯残留量。同时本发明提供了包含该含氟乳液的含氟表面防护剂以及在织物整理方面的应用。

技术领域

本发明涉及含氟聚合物的技术领域，具体的，涉及含氟乳液的制备方法、含氟表面防护剂及其应用。

背景技术

偏二氯乙烯(VDC)在含氟表面防护剂方面通常起到增加附着力的作用，但由于偏二氯乙烯极性较大，很难溶于一般的溶剂当中，并且偏二氯乙烯单体由于和其他的单体的相容性较差、聚合速率差异较大，因此在含氟表面防护剂乳液聚合时偏二氯乙烯的转化率较低，需要添加过量的偏二氯乙烯来提高偏二氯乙烯在反应中的参与量；但过量的偏二氯乙烯在乳液中难以回收去除，导致偏二氯乙烯残留过多对环境危害较大，对人体有害。

现有技术常采用高温真空抽取的分离技术来除去乳液中的偏二氯乙烯，即在不破坏乳液的温度(70-85℃)下，采用真空泵对乳液进行抽取。但目前该技术存在以下两个缺陷，一、抽取效率过低，在短时间内无法有效地去除偏二氯乙烯的残留；二、容易破坏乳液的稳定性，在此温度区间抽取偏二氯乙烯，会造成乳液的介质水也会大量的失去，造成乳液浓度的增加，导致乳液在存储过程中析出固体，造成存储时间降低。

因此，需要开发一种新的降低含氟表面防护剂中偏二氯乙烯残留量的方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种含氟乳液的制备方法、含氟表面防护剂及其应用，所述制备方法能够大幅度减少偏二氯乙烯在乳液中的残留量，减少其对环境、人体的危害。

一方面，本发明提供一种含氟乳液的制备方法，包括：

(1)向反应釜中加入溶剂、引发剂A、偏二氯乙烯单体1、含氟丙烯酸酯单体2、环氧丙烯酸酯单体3，升温进行溶液聚合，聚合完成后加入丙烯酸、催化剂，反应得到带双键的偏二氯乙烯低聚物溶液；

(2)将上述带双键的偏二氯乙烯低聚物溶液减压蒸馏，得到带双键的偏二氯乙烯低聚物；

(3)将上述带双键的偏二氯乙烯低聚物、含氟丙烯酸酯单体2、单体4、乳化剂、助溶剂、去离子水加入反应釜中，加热搅拌使固体溶解后高压均质，升温，加入引发剂B，开始乳液聚合，待反应结束后得到所述含氟乳液。

本发明首先采用溶液聚合得到带环氧基团的偏二氯乙烯低聚物溶液，再与丙烯酸反应，使环氧基团开环得到带双键的偏二氯乙烯低聚物溶液，然后减压蒸馏去除溶液中的溶剂和未反应的单体，得到带双键的偏二氯乙烯低聚物，再将该低聚物作为乳液聚合的单体，从而得到偏二氯乙烯的含氟乳液，其具有低的偏二氯乙烯残留量。

优选地，所述步骤(1)和(3)中含氟丙烯酸酯单体2为全氟己基乙基丙烯酸酯；所述单体4选自丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸苄基酯、N-羟甲基丙烯酰胺中的至少之一；所述引发剂A选自过氧苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化氢中的至少之一；所述引发剂B选自偶氮二异丁基脒二盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、过硫酸铵中的至少之一；所述乳化剂包括阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，所述阳离子表面活性剂优选为十八烷基三甲基氯化铵(1831)，所述非离子表面活性剂选自失水山梨醇脂肪酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的至少之一。

在一些实施方案中，所述单体4为丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸苄基酯、N-羟甲基丙烯酰胺的组合。

丙烯酸十八酯给聚合物主链提供一定的柔韧性，为成膜提供一定的延展性，甲基丙烯酸苄基酯给聚合物主链结构提供一定的刚性结构，N-羟甲基丙烯酰胺与偏二氯乙烯起到一定的协同作用，并且羟甲基加热即可交联，使聚合物主链结构更加稳定。