[发明专利]一种功能乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能乳液，其特征在于，原料包括含氟丙烯酸酯单体，丙烯酸酯类单体，交联单体1，交联单体2，乳化剂，引发剂及去离子水。制备方法为：将去离子水、乳化剂加入到反应容器中，再将含氟丙烯酸酯单体、丙烯酸酯类单体、交联单体1、交联单体2的混合物滴加到反应容器中，升温至60‑75℃，将引发剂加入到反应容器中，搅拌下反应3‑5h，然后升温至85～90℃，搅拌下反应1‑2h，即得功能乳液。该功能乳液具有成膜性能好、对水的接触角高，可广泛用于飞机、船舶、建筑、交通和各种机械的防护。

技术领域

本发明涉及一种功能乳液及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

丙烯酸酯树脂乳液是以水为主要分散介质，具有价廉、安全环保、不燃、使用方便、成膜性好等优点，已在涂层、皮革涂饰、织物处理、油墨等技术领域得到了广泛的应用。然而，通常丙烯酸酯树脂乳液在制备过程中由于采用的丙烯酸酯类单体多为亲水性单体，使树脂成膜物的耐水性比溶剂型树脂性能差，表面性能差，具体体现为对水的接触角低，一般低于90°，限制了水性树脂的应用。为了拓宽水性树脂的应用范围，在水性丙烯酸酯树脂分子链中引入功能性元素或者基团以改善这些性能成为该领域的研究热点。其中，氟元素改性水性树脂制备氟改性的水性树脂技术近年来受到了重视和欢迎。

但目前含氟类单体功能基团少，可用于水性树脂改性的品种有限。工业上，常用外乳化直接将含氟有机化合物和水性树脂共混，但二者相容性差，在乳液和固体膜中分布不均匀，达不到改性目的。而直接以含氟(甲基)丙烯酸酯为原料制备氟改性水性树脂的方法，存在合成工艺复杂，不利于工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有水性树脂存在的表面性能差、合成工艺复杂等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种功能乳液，其特征在于，原料按重量份数计算，包括以下组分：

所述的交联单体1为双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的混合物；

所述的交联单体2为双季戊四醇六丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、超支化聚酯丙烯酸酯、烷氧基丙烯酸酯、碳酸单丙烯酸酯、咪唑基单丙烯酸酯、环碳酸酯单丙烯酸酯、环氧硅酮单体、硅酮类丙烯酸酯和乙烯基醚类单体中的任意一种或几种。

优选地，所述的含氟丙烯酸酯单体的原料包括重量比为103-206：100-200：120-240：10-100：0.01-1:0.01-0.08的季戊四醇三丙烯酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、甲基丙烯酸甲酯和乙酸乙酯混合溶剂、催化剂、对苯二酚，所述的甲基丙烯酸甲酯和乙酸乙酯混合溶剂为甲基丙烯酸甲酯和乙酸乙酯按质量比1～5：10组成的混合溶剂；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

更优选地，所述含氟丙烯酸酯单体的制备方法为：将异佛尔酮二异氰酸酯放入反应容器中，在N₂保护下，控温至30-35℃后加入对苯二酚，并以0.01-0.05mL/秒的速度滴加季戊四醇三丙烯酸酯，然后滴加部分催化剂，所述催化剂的滴加量为：每110-150g异佛尔酮二异氰酸酯滴加0.01-0.1mL催化剂；滴加完毕后搅拌反应1-3小时；用基丙烯酸甲酯和乙酸乙酯混合溶剂溶解2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇，倒入反应容器中，补加剩余的催化剂，温度调至80-85℃，搅拌2-3小时，即得含氟丙烯酸酯单体。

优选地，所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸环己酯中的任意一种或几种的混合物。