[发明专利]高固含水性交联型共聚乳液的制备方法

说明书

本发明涉及一种高固含水性交联型共聚乳液的制备方法，属于涂料用乳液制备技术领域。本发明所述的高固含水性交联型共聚乳液的制备方法，是以非氟阴离子表面活性剂为乳化剂，以三氟氯乙烯、含氟丙烯酸酯单体、非氟单体及双丙酮丙烯酰胺进行乳液聚合，然后加入非离子表面活性剂进行浓缩，得到固含量＞60％的高固含水性交联型共聚乳液。本发明设计科学合理，制得的水性交联型共聚乳液具有较高的固含量和氟含量，储存稳定性好，不易凝胶，节约了涂料生产成本，降低了运输成本，利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种高固含水性交联型共聚乳液的制备方法，属于涂料用乳液制备技术领域。

背景技术

水性交联型共聚乳液是近年来发展极其迅速的一类特种高分子材料，主要用作涂料基料。由于其具有耐候性好、使用温度范围广、介电性能优异、不沾性、低摩擦性等特性，使其在工业领域、日用领域、军用领域得到日益广泛的应用。

水性交联型共聚乳液具有安全环保、施工性好、耐碱、耐水、耐老化、耐洗刷、耐候、耐辐射、可低温交联固化等优良性能，正日益引起世界各国的极大关注，被广泛应用于建筑内外墙涂料及其它环保要求比较高的场所(如飞机内舱、轮船内舱、汽车内舱等)，随着世界对环境要求的不断提高，水性交联型共聚乳液将具有更大的发展前景。

可常温固化涂料用水性交联型共聚乳液的制备工艺主要有三种。其中分散体技术制备过程复杂，乳液性能不稳定；后乳化法所制备的乳液储存稳定性较差，目前这两种方法都已很少使用。乳液聚合法，是目前工业生产中最常采用的含氟乳液制备方法，原料选择性强，制备过程较易，所得的乳液稳定性好，性能较好。但是，水性交联型共聚乳液的固含量和固体氟含量普遍偏低，一般氟含量在8％-13％左右，导致其耐水性、耐酸碱性、耐候性差，只能应用于工业轻防腐领域，不利于大规模推广；固含量一般在40-50％左右，粘度较低，附着效果较差，施工较难，运输成本高。因此，提高水性交联型共聚乳液的固含量和固体氟含量成为树脂开发的重要任务。

中国专利CN104673013A制备了一种双组分含氟聚合物乳液，可与异氰酸酯系固化剂交联固化，乳液固含量为45％-50％，固含量较低，也未涉及氟含量的测试。中国专利CN100586968C制备了一种高氟含量的乳液，但是它的固含量只能达到45％，并且反应所用丙稀酸聚氧乙烯脂制备过程复杂，乳液聚合时间较长。中国专利CN101434674A利用水性偶氮引发剂，二步核壳乳液多元共聚制备含氟水性树脂，固含量了达到56％，氟含量只有16％，并且二步核壳聚合法操作复杂。

中国专利CN1362422A采用半连续乳液聚合法制备了一种水性氟树脂，由该氟树脂制造的单组分水性氟涂料使用方便，具有较好的耐老化、耐水、耐碱等性能，但由于其在成膜过程中不发生交联反应，因此它的耐溶剂性很差。中国专利CN100572408C采用了核-壳乳液聚合的方法，制备了一种单组分可交联水性氟树脂乳液，其制备的乳液固含量最高只能达到48％。中国专利CN1861653A采用了乳液的方法，制备了一种单组分室温交联水性含氟树脂乳液，其制备的乳液固含量最高只能达到46％。中国专利CN1261468C采用了无皂液法制备了一种水性含氟乳液，固含量能达到35％，反应时间较长，反应温度较高。

中国专利CN102532436B、CN103864982、CN104311718B、CN107573454A采用了含氟丙烯酸酯和三氟氯乙烯混合作为氟含量增大单体。但是聚合方法都是二步核壳乳液聚合，聚合过程复杂，并且固含量只能达到40-50％。

提高固含量的方法中，浓缩最为常见，中国专利CN107573454A采用了三级乳化，最后再进行抽空浓缩的方法制备水性含氟聚合物乳液，过程复杂，操作繁琐。中国专利CN103113507A采用了减压加热的方法对乳液进行浓缩，但是乳液的固含量只能达到45％左右。中国专利CN104086693A提供一种水性氟碳树脂合成的新工艺方法，环保无污染，但是后处理蒸发溶剂所需温度较高，乳液固含量也不理想。