[發(fā)明專利]一種季銨鹽陽(yáng)離子型水性含氟聚丙烯酸酯和乳液及該乳液的制備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611260504.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106749878B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉偉區(qū);劉春華;王政芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科院廣州化學(xué)有限公司南雄材料生產(chǎn)基地;中科院廣州化學(xué)有限公司
• 主分類號(hào): C08F220/22
• 分類號(hào): C08F220/22;C08F220/18;C08F220/28;C08F220/34;C08F220/06;C08F220/32;C08F2/22
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，公開(kāi)了一種季銨鹽陽(yáng)離子型水性含氟聚丙烯酸酯和乳液及該乳液的制備。所述乳液由以下組分制備而成：各單體按照摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)，氟烷基(甲基)丙烯酸酯單體5～50mol％、季銨鹽型(甲基)丙烯酸酯單體10～30mol％、功能型(甲基)丙烯酸(酯)單體5～30mol％、烷基型(甲基)丙烯酸酯單體0～30mol％；水溶性引發(fā)劑用量為單體總摩爾量的0.5～4％，去離子水含量為所有組分總質(zhì)量的60～75％。所述乳液是將上述各單體以及去離子水混合，高速攪拌，升溫，加入水溶性引發(fā)劑，恒溫聚合得到。本發(fā)明乳液不外加乳化劑，穩(wěn)定性好，室溫長(zhǎng)期存放不分層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能性聚合物的合成，屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種季銨鹽陽(yáng)離子型水性含氟聚丙烯酸酯和乳液及該乳液的制備。

背景技術(shù)

含氟聚合物，由于其結(jié)構(gòu)中存在大量的C-F鍵，具有極低的表面能、優(yōu)良的疏水疏油性、較好的耐候性和良好的耐化學(xué)品特性。含氟丙烯酸酯單體，由于同時(shí)具有含氟基團(tuán)和可參與聚合反應(yīng)的雙鍵，因此常常用來(lái)和丙烯酸酯類單體共聚合，制備具有含氟側(cè)鏈的聚丙烯酸酯。聚丙烯酸酯保留了丙烯酸酯聚合物的基本特性，同時(shí)大量的含氟側(cè)鏈，賦予了聚丙烯酸酯極低的表面張力，使其獲得了優(yōu)良的疏水疏油特性，同時(shí)耐熱性，耐候性和耐化學(xué)品性能得到改善。因此含氟丙烯酸酯廣泛應(yīng)用于織物處理、紙張或皮革處理和防污耐候涂料等領(lǐng)域。

季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑分子中的季銨鹽官能團(tuán)使之帶有一個(gè)正電荷，性質(zhì)類似于銨鹽，易溶于水，水溶液導(dǎo)電，具有良好的吸附性和殺菌性，乳化和增稠效果明顯，被廣泛用作織物調(diào)理劑、衣料柔軟劑、殺蟲(chóng)劑、植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑等領(lǐng)域。陽(yáng)離子聚合物是應(yīng)用范圍廣泛的水溶性聚合物類別之一，在石油化工、造紙、紡織印染、日用化學(xué)品，特別是作為絮凝劑在水處理、污淤泥脫水等領(lǐng)域有著較高的應(yīng)用價(jià)值。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，結(jié)合含氟聚合物及陽(yáng)離子聚合物特性的，具有良好疏水、疏油、防污、抗菌能力持久且毒性更低陽(yáng)離子型含氟丙烯酸酯聚合物乳液的制備越來(lái)越受到重視。中國(guó)專利申請(qǐng)CN104672369A采用含氟單體、烷基酸乙烯基酯單體、(甲基)丙烯酸酯單體和季銨鹽類可聚合乳化劑、非離子型乳化劑在去離子水中于偶氮類水溶性引發(fā)劑引發(fā)下制備了一種陽(yáng)離子型水性氟聚合物乳液，所得乳液穩(wěn)定性好，具有吸附負(fù)電荷、抗靜電、防腐殺菌和低吸濕性等特性。

由于含氟單體在水中的溶解度極低，乳液聚合是常用的制備含氟丙烯酸酯聚合物的聚合方法。含氟丙烯酸酯聚合物的乳液聚合中非離子型表面活性劑，陰離子型表面活性劑，陽(yáng)離子型表面活性劑或復(fù)合型表面活性劑均有實(shí)施案例。隨著技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)乳液產(chǎn)品性能要求的進(jìn)一步提高，排除小分子乳化劑對(duì)乳液產(chǎn)品性能的影響，發(fā)展無(wú)皂乳液聚合方法，制備無(wú)皂乳液產(chǎn)品，成為含氟聚丙烯酸酯制備研究中日益受到重視的課題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)小分子乳化劑對(duì)乳液產(chǎn)品性能的影響，也為了提高聚丙烯酸酯乳液的性能，本發(fā)明提供了一種季銨鹽陽(yáng)離子型水性含氟聚丙烯酸酯及乳液。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述季銨鹽陽(yáng)離子型水性含氟聚丙烯酸酯乳液的制備方法。本發(fā)明的方法是一種不采用任何乳化劑的無(wú)皂乳液聚合方法，僅通過(guò)調(diào)控聚合反應(yīng)中的單體種類及用量，實(shí)現(xiàn)制備季銨鹽陽(yáng)離子型水性含氟聚丙烯酸酯乳液。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種季銨鹽陽(yáng)離子型水性含氟聚丙烯酸酯具有如下結(jié)構(gòu)：

其中n、m、p為正整數(shù)，q為自然數(shù)；

R₁、R₂、R₃、R₄為-H或-CH₃；

R_f是全氟或非全氟的直鏈或支鏈烷基；

R₅是—CH₃或芐基；