[發明專利]一種核殼型含氟疏水疏油乳液的制備方法

有效

• 申請號: 202110259644.2
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113136034B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 戚棟明;靳琳琳;李家煒
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08F265/06;C08F220/14;C08F220/18;C08F228/02;C08F220/06;C08F216/14;C08F120/18;C09D187/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳升華

本發明公開了一種核殼型含氟疏水疏油乳液的制備方法，以聚丙烯酸十八烷基酯或聚甲基丙烯酸十八烷基酯為核，丙烯酸類共聚物為第一層殼，聚全氟聚醚丙烯酸酯用于殼層的表面修飾。本發明制備的核殼型含氟疏水疏油乳液環境友好，貯存穩定，表現出了優秀的疏水疏油性能。本發明的雙疏涂層材料綠色環保，能在較寬溫度范圍內固化，適用于多種不同材質的基材，如紡織品、金屬、玻璃、鋼板及高分子材料。

技術領域

本發明涉及疏水疏油涂層制備技術領域，具體涉及一種核殼型含氟疏水疏油乳液的制備方法。

背景技術

由于雙疏(疏水疏油)表面具有非常低的表面能，所以在自清潔、油水分離、防污、防霧、防結冰、減阻、有機液體運輸、防腐蝕等方面表現出了優異的性能，通過雙疏表面處理過的織物具有多種應用，例如醫用制服、包裝、時裝、極限運動服和軍用裝備。

C8含氟聚合物是指含8至12個碳原子，含有含氟烷基鏈的聚合物，其所有或大部分氫原子都被氟取代(稱為C8化學)。C8含氟聚合物的表面自由能非常低，為10～15mN/m。這些長的氟化鏈對于雙疏表面非常重要，它們的雙疏性能取決于氟化碳原子的數量。盡管C8氟化聚合物具有良好的雙疏性能，但C-F鍵性質穩定，難以被水解、光解及生物降解，在環境中會生成對人體有害的全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸鹽(PFOS)，國外已淘汰。為了替代C8含氟聚合物，研究人員開發了含C≤6氟化碳原子的短鏈含氟聚合物(稱為C6化學)。迄今為止，新一代C6含氟聚合物被認為環境友好，因為它們可以降解為無毒的全氟己酸(PFHxA)，具有高的生物清除率。

中國專利CN111019482A(申請號為201911348754.5)公開了具有優異性能的超疏水/疏油涂層的制備及應用。將納米粒子和纖維素分散在含堿性物質的醇溶液中，加入正硅酸四乙酯和含氟有機硅烷進行水解包覆，形成溶液A；將環氧樹脂分散在醇溶液中，形成溶液B；將溶液A與溶液B混合均勻后，再加入正硅酸四乙酯和含氟有機硅烷進行反應生成聚硅氧烷，稱為溶液C；將含氟的胺類化合物溶解于醇溶液中，稱為溶液D；將溶液C與溶液D混合均勻，噴涂到基底上，固化，即得。該專利構造了一種多級微納米分級結構，化學穩定性良好，對N,N-二甲基甲酰胺液滴(34.4mN/m)可以達到完全排斥的效果，對正十六烷(27.1mN/m)的接觸角為120°，但是過程較為復雜繁瑣，而且選用的含氟有機硅烷為十七氟癸基三甲氧基硅烷等，對環境存在威脅。

中國專利CN111154344A(申請號為202010067754.4)公開了一種超疏水超疏油涂料及其制備方法。通過向容器中加入去離子水、苯乙烯、丙烯酸類單體、引發劑和二乙烯基苯，攪拌均勻后加熱至40～90℃，保溫1～10h，得到白色St-AA共聚物乳液；向容器中加入溶劑、正硅酸酯以及St-AA共聚物乳液，攪拌后得到均一乳液；然后向均一乳液中加入氨水，攪拌加熱至30～80℃，保溫0.5～8h后加入氟硅氧烷，繼續保溫0.5～8h，得到超疏水超疏油涂料。其中氟硅氧烷選用了全氟癸基三乙氧基硅烷，同樣也存在對環境不友好的問題。

C8含氟聚合物的限制使用大大制約了雙疏材料合成中原料的選擇，雖然C6含氟聚合物不存在環境不友好的問題，但是其制備的雙疏涂層性能依舊不及C8。所以本發明提供了一種核殼型疏水疏油乳液的制備方法來達到制備高性能雙疏涂層的目的。

發明內容

本發明的目的是解決現有高性能雙疏涂層制備中C8含氟試劑限制使用的情況，提供了一種核殼型含氟疏水疏油乳液的制備方法。本發明的雙疏涂層材料綠色環保，能在較寬溫度范圍內固化，適用于多種不同材質的基材，如紡織品、金屬、玻璃、鋼板及高分子材料。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種核殼型含氟疏水疏油乳液的制備方法，包括以下步驟：

1)十八酯類單體、乳化劑、引發劑和去離子水，冰浴條件下，在超聲波細胞粉粹機中超聲，得到細乳液，將所得的細乳液裝入反應器中，通入保護性氣體氮氣，80～95℃反應4～6h，得到均聚物乳液，均聚物作為含氟疏水疏油乳液的核；