[發明專利]一種含氟丙烯酸酯乳液的制備方法

有效

• 申請號: 201310695104.4
• 申請日: 2013-12-14
• 公開（公告）號: CN103864982B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 李義濤;鄭炳發;湯誠;楊策宇;王寅飛;鄒智杰;游孟夢
• 申請（專利權）人: 東莞東陽光科研發有限公司
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/18;C08F220/22;C08F220/28;C08F220/44;C08F220/06;C08F220/24;C08F220/58;C08F2/26;C08F2/30;C09D133/12;C09D133/08;C09D133
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技術領域

本發明涉及涂料用乳液及生產技術領域，具體涉及一種含氟丙烯酸酯乳液的制備方法。

背景技術

水性(甲基)丙烯酸酯系列涂料具有成膜性好、施工性好、涂膜的耐堿性及保色性好、無污染等優點，已獲得廣泛的應用。但(甲基)丙烯酸樹脂乳液耐高溫性差，在建筑涂料應用中最明顯的缺點是高溫回粘，導致耐沾污性下降，耐水性和耐侯性較差，所以其使用范圍受到限制。為了得到性能優異的涂料，人們在丙烯酸樹脂中接枝一定數量的含氟單體進行改性，既能保持丙烯酸酯共聚物原有的優點，又賦予其優異的耐候性、耐水性、耐油性、耐熱性及耐沾污性等特點，從而具有廣泛的應用前景，但是含氟丙烯酸酯單體的價格十分高，過多使用該類單體，勢必會提高改性后的丙烯酸酯聚合物的價格。

因此，在最大化含氟聚合物諸多優點的前提下，如何降低含氟丙烯酸酯乳液成本成為人們關注的熱點。同時由于乳液聚合中使用的常規乳化劑分子容易受外界環境的影響發生解析，使乳膠粒碰撞凝聚，并且乳液成膜后，殘留在聚合物中的乳化劑分子，容易在聚合物內發生遷移而造成聚合物膜的耐水性下降。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有核殼結構的含氟丙烯酸酯乳液的制備方法，在降低氟單體的用量時，使乳液仍然具有優異的耐候性、耐污性、耐水性及耐酸堿性。同時采用反應型乳化劑，使乳化劑分子以更穩定的共價鍵方式結合在乳膠粒表面，以使獲得的乳液具有優良的貯存穩定性、鈣離子穩定性、凍融穩定性和機械穩定性。

本發明所述的核殼型含氟(甲基)丙烯酸酯乳液由單體、陰/非乳化劑、反應型乳化劑、水、引發劑及pH調節劑，經預乳化后采用半連續種子法聚合得到。即首先制備種子乳液，然后將富含氟單體的殼單體混合物預乳化后得殼預乳液，采用滴加的方法將殼預乳液滴加到種子乳液中反應后得到目標產物。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

本發明的一個技術方案提供了一種含氟丙烯酸酯乳液的制備方法，包含以下步驟：

1）制備預乳化液

I）核預乳液的制備

將陰離子乳化劑、非離子乳化劑、反應型乳化劑、引發劑和去離子水攪拌溶解后，加入含或不含氟烷基丙烯酸酯類單體的甲基丙烯酸酯類單體與丙烯酸酯類單體混合液，攪拌預乳化制備核預乳液，其中各組分質量份為：

II）殼預乳液的制備

將陰離子乳化劑、非離子乳化劑、引發劑和去離子水攪拌溶解后，加入含氟烷基丙烯酸酯類單體與功能性單體的混合溶液，攪拌預乳化制備殼預乳液，其中各組分質量份為：

2）種子乳液的制備

取步驟1）所制得核預乳液的20-50%，惰性氣體保護下攪拌，升溫至70-90℃，待溫度穩定后，滴加完剩余核乳液，之后保溫反應，制得種子乳液；

3）制備含氟丙烯酸酯乳液

保持攪拌，惰性氣體保護，溫度維持在70-90℃條件下，向步驟2）所得種子乳液滴加完步驟1）所制得殼預乳液，滴畢保溫反應，反應完全后，降至10-30℃，滴加pH調節劑至pH值為7.0-8.5，混合液過濾得含氟丙烯酸酯乳液。

根據上述技術方案提供的制備方法，在一些實施方式中，所述丙烯酸酯類單體選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酸酯、丙烯酸十六酯或丙烯酸十八酯。

根據上述技術方案提供的制備方法，在一些實施方式中，所述甲基丙烯酸酯類單體選自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環乙酯、甲基丙烯酸月桂酯或甲基丙烯酸十八酯。

根據上述技術方案提供的制備方法，在一些實施方式中，所述含氟烷基丙烯酸酯類單體為式I所示化合物

其中R¹選自H或甲基，R²選自C₂-C₂₀的含氟烷基。

在一些實施方式中，所述含氟烷基丙烯酸酯類單體選自甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、全氟丁基乙基丙烯酸酯、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯、全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯或全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯。

根據上述技術方案提供的制備方法，在一些實施方式中，所述功能性單體選自甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯腈、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯腈、丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯、雙丙酮丙烯酰胺或已二酸二酰肼。