[发明专利]一种氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用，所述氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液同时具有含氟链段以及杂化硅溶胶基团，其制备方法为：将水、乳化剂、含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸酯单体、丙烯酸和巯基硅烷改性硅溶胶混合，加入引发剂，反应得到氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液。所述氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液可用于制作氟硅杂化水性丙烯酸酯涂料，所得涂料具有优异的防污性能和耐磨性。

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，尤其涉及一种氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业的发展和人们经济生活水平的提高，水性涂料取代溶剂型涂料已成为建筑涂料领域的首选。目前建筑涂料用的水性涂料种类主要有水性丙烯酸酯涂料、水性聚氨酯涂料、水性硅丙乳液涂料等。其中，水性丙烯酸涂料具有价格低廉、安全环保、柔韧性好、耐候性持久、附着力大等优点，在木器漆，建筑涂料、皮革涂层等领域具有重要的应用。但水性丙烯酸涂料也存在一些不足，如耐热性、耐磨性、防污性等较差。

有机氟具有优异的疏水疏油性、防污性、化学稳定性、耐热性，被广泛应用于涂料、塑料、织物整理剂等领域。同时，有机氟还能够有效的改善水性丙烯酸酯涂料在耐磨性、防污性等方面的性能缺陷。目前有机氟改性丙烯酸酯途径主要有物理共混改性和与丙烯酸酯共聚改性，其中物理共混改性存在有机氟聚合物与水性丙烯酸酯涂料相容性差导致涂膜不透明的问题，而与丙烯酸酯共聚合改性，在分子中引入含氟基团很难迁移到表涂层表面，很难达到理想的改性效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的是提出一种氟硅杂化水性丙烯酸乳液，该氟硅杂化水性丙烯酸乳液同时具有含氟链段以及杂化硅溶胶基团，能提高水性丙烯酸涂料的防污性、耐磨性、耐热性等性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液，具有如下化学结构：

其中，R为-CH₃或者H；R_f为C3-C12的含氟的烷基；R₂为含C3-C7的烷基；R3为-CH₃或-CH₂CH₃；m、x、y、z为3～10的整数。

所述氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液的固含量为28％～46％，玻璃化转变温度Tg为36℃～40℃。

本发明的第二个目的是提供所述氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液的制备方法，包括如下步骤：将水、乳化剂、含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸酯单体、丙烯酸和巯基硅烷改性硅溶胶混合，加入引发剂，反应得到氟硅杂化水性丙烯酸酯乳液。

所述反应温度为40～60℃，反应时间为2～5h。

所述水、乳化剂、含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸酯单体、丙烯酸、巯基硅烷改性硅溶胶和引发剂的质量份为：

水50～100份

乳化剂5～15份

含氟丙烯酸酯单体2～5份

丙烯酸酯单体10～20份

(甲基)丙烯酸酯单体10～30份

丙烯酸5～10份

巯基硅烷改性硅溶胶3～15份

引发剂0.3～3.0份。

所述乳化剂为非离子乳化剂，所述非离子乳化剂为聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯烷基醚和烷基酚聚氧乙烯基醚中的一种或一种以上的混合物。