[發明專利]高固含交替結構聚偏氟乙烯共聚物分散液及其制備方法

有效

• 申請號: 201911414538.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111072838B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 李秀芬;王軍;王漢利;魏慶賀;孫慧超;宋致升;王磊
• 申請（專利權）人: 山東華夏神舟新材料有限公司
• 主分類號: C08F214/22
• 分類號: C08F214/22;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/56;C08F220/58;C08F212/08;C08F2/26;C09D127/16
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞;張灑灑

本發明公開了一種高固含交替結構聚偏氟乙烯共聚物分散液及其制備方法，屬于聚偏氟乙烯分散液技術領域。技術方案為：先通過丙烯酸單體、功能性單體等液相單體制備丙烯酸預乳化液，再通過偏氟乙烯及預乳化液制備高固含交替結構聚偏氟乙烯共聚物分散液。本發明的制備方法使丙烯酸樹脂與聚偏氟乙烯分子不僅在分子級融合，而且使其形成交替結構，從而得到性能更加優異的聚偏氟乙烯共聚物分散液。

技術領域

本發明涉及聚偏氟乙烯分散液技術領域，具體涉及一種高固含交替結構聚偏氟乙烯共聚物分散液及其制備方法。

背景技術

自1965年聚偏氟乙烯(PVDF)商業化生產以來，PVDF是建筑界公認的最耐候的涂層樹脂，可在室外使用20年以上。其優異的耐久性源于碳氟鍵(C-F)這一已知的最強的化學鍵之一，目前最佳的PVDF涂料中PVDF與丙烯酸的共混比例是7:3。

近年來，隨著對材料環保要求越來越高，降低涂料中的揮發性有機化合物(VOC)含量成為當務之急。而傳統溶劑型PVDF涂料一方面在使用時需要使用大量的溶劑，另一方面需要高溫烘烤，只能用于金屬基材，在成膜過程中需要消耗大量的能量。PVDF涂料的低溫化、水性化、基材多樣化成為時代發展的要求。

為了制備水溶性聚偏氟乙烯分散液，國內外研究者在PVDF生產聚合上做了很多改進工作。阿克瑪公司推出了水性聚偏氟乙烯分散液，該分散液的制備工藝為先得到PVDF均聚或共聚乳液，在此基礎上再加入熱塑性或熱固性丙烯酸進行“丙烯酸種子乳液聚合”，最終達到PVDF樹脂與丙烯酸樹脂的分子級融合，使產品性能得到優化。有相關文獻報告直接用17wt％左右的PVDF水乳液濃縮成30wt％左右的濃縮液后再與丙烯酸樹脂溶液混合制備PVDF水性涂料，大致過程為：在高溫時向聚合物乳液中加入大量的非離子型乳化劑，然后降溫至非離子乳化劑濁點溫度靜止10-30min，就會得到上層透明水溶液層和下層乳液濃縮層，故這種工藝的缺點是PVDF水性濃縮液不穩定，極易分散且濃縮液的表面活性劑含量均較高，然后該濃縮液再與丙烯酸樹脂溶液混合得PVDF水性涂料，因為是后期物理共混故乳液不穩定。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明提供了一種高固含交替結構聚偏氟乙烯共聚物分散液及其制備方法，采用含氟表面活性劑與不含氟表面活性劑的復配技術，引入水溶性單體和丙烯酸類單體，同時采用乳液聚合，制備得到的高固含交替結構聚偏氟乙烯共聚物分散液中丙烯酸樹脂與聚偏氟乙烯樹脂的質量比為30-50:70-50，固含量高達40-45wt％，完全滿足水性PVDF涂料的要求。

本發明的技術方案為：

一方面，本發明提供了一種高固含交替結構聚偏氟乙烯共聚物分散液的制備方法，包括以下步驟：

S1：預乳化液的制備：向預乳化釜中加入1.0L-4.5L的去離子水、100g-500g丙烯酸類硬單體、100g-500g丙烯酸類軟單體、10g-40g功能性單體和10-40g 20wt％的復合分散劑，攪拌乳化15-20min備用；

S2：高固含交替結構聚偏氟乙烯共聚物分散液的制備

S21：向高壓反應釜中加入2.5L-6L去離子水、0.3-1.5LS1制備的預乳化液、5-15g石蠟和40-80g 20wt％的復合分散劑，抽真空除氧至氧含量≤20ppm；

S22：通入偏氟乙烯單體至釜壓2.0-5.0MPa，攪拌，加入引發劑溶液和分子量調節劑，開始聚合反應，保持溫度80-115℃，釜壓2.0-5.0MPa，反應10-20min，再分別勻速補加引發劑溶液、預乳化液和分子量調節劑，2.5-3.0h加完；

S23：保持釜溫釜壓恒定，反應30min-40min后停止反應；

S24：回收未反應的單體，即得聚偏氟乙烯共聚物分散液。