一种防水防油剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种防水防油剂及其制备方法，该防水防油剂包括质量配比为1：0.1~0.4：0.05~0.15：0.1~0.3：2~4的含氟共聚物组分、蜡组分、乳化剂、助溶剂和去离子水，所述含氟共聚物组分是由含氟单体、丙烯酸酯类单体和具有交联特性的反应性单体按质量比20~40：45~75：5~15共聚而成；蜡组分为熔点在50℃~70℃之间的石蜡或者微晶蜡或者二者的混合物。本发明专利技术防水防油剂能够大大提高面料的防水防油性能，尤其是含氟单体选用碳原子数为1~6的短链氟烷基单体时，使该防水防油剂比现有技术中的C8类产品更为环保，成本更低，而同时还能达到C8类产品的防水防油性能。

【技术实现步骤摘要】
一种防水防油剂及其制备方法
本专利技术属于纺织助剂领域，具体涉及一种防水防油剂及其制备方法。
技术介绍
众所周知，纺织领域的防水防油剂的主流产品都是含氟的丙烯酸酯乳液聚合物，但是该类产品存在以下缺陷：一方面是价格昂贵；另一方面，目前国内市场上主流防水防油剂仍为C8型防水防油剂（即链段中氟烷基的碳原子数为8），本领域的人都熟知C8型防水防油剂虽然防水防油效果优异，但同时也存在生物累积性强、难降解的缺陷。近年来欧盟及美国环保署都陆续颁布相关法律，禁止使用C8型防水防油剂。采用短链含氟单体及非氟单体是未来几年内防水防油剂发展的必然趋势。有专利CN103409999报道了短链氟烷基C6型防水防油剂，但与传统的C8型防水防油剂相比在性能上仍然达不到C8的效果。而专利CN103572602A、WO2010/115496等报道的非氟类防水防油剂，防水性能不但远不如C8型防水防油剂，甚至连C6型防水防油剂的效果都达不到。而非氟类防水防油剂，准确地说只能是防水剂，其致命缺陷是基本上只能防水，防油性能近乎没有。在当今希望赋予防水防油剂更多功能的背景条件下，仅仅只有防水功能极大地限制了非氟类产品的推广，即使非氟类产品和含氟类产品进行复配，虽然可以在一定程度上降低成本，但是因为仅仅是简单的物理共混，性能方面依然难以满足要求。另外，有美国专利US2008/085612报道将二氧化硅颗粒引入到防水防油剂内，以提高所处理纺织品表面的粗糙度，提高产品的防水、防油性能。但是由于二氧化硅颗粒表面能比较大，在乳液内容易团聚，很难得到长期稳定的乳液，因此使用前通常要对二氧化硅颗粒表面进行修饰，步骤也比较繁琐，不利于产品的工业化推广。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，提供一种更为环保、成本更低、制备工艺更简单稳定而性能又不低于C8型产品的防水防油剂。本专利技术的另一目的是提供上述防水防油剂的制备方法。为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案是：一种防水防油剂，是经乳液聚合制得的粒径在100~300纳米范围内的聚合物乳液，所述聚合物乳液具体包含以下组分：质量配比为1：0.1~0.4：0.05~0.15：0.1~0.3：2~4的含氟共聚物组分、蜡组分、乳化剂、助溶剂和去离子水；其中，所述含氟共聚物组分是由含氟单体、丙烯酸酯类单体和具有交联特性的反应性单体按质量比20~40：45~75：5~15共聚而成；所述蜡组分为熔点在50℃~70℃之间的石蜡或者微晶蜡或者二者的混合物。优选地，所述含氟单体的结构式如下：CH2=C(-X)-C(=O)-O-CH2CH2-Rf；其中，X为氢原子或甲基，Rf为碳原子数1～6的氟烷基；所述丙烯酸酯类单体的结构式如下：CH2=C(-X)-C(=O)-O-(CH2)n-CH3；其中，X为氢原子或甲基，n取自11~29的任意数值；所述具有交联特性的反应性单体是指至少具有一个碳碳双键和一个酯基、酰胺基等反应性基团的化合物，具体可以选用丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸环氧酯、甲基丙烯酸环氧酯、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、3-氯-2-羟基丙基丙烯酸酯、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种的组合。优选地，所述含氟单选自以下结构的化合物中的一种或多种的组合：CH2=CH-C(=O)-O-CH2CH2-C6F13、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-CH2CH2-C6F13、CH2=CH-C(=O)-O-CH2CH2-C4F9、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-CH2CH2-C4F9；所述丙烯酸酯类单体选自以下结构的化合物中的一种或多种的组合：CH2=CH-C(=O)-O-(CH2)11-CH3、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(CH2)11-CH3、CH2=CH-C(=O)-O-(CH2)13-CH3、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(CH2)13-CH3、CH2=CH-C(=O)-O-(CH2)15-CH3、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(CH2)15-CH3、CH2=CH-C(=O)-O-(CH2)17-CH3、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(CH2)17-CH3、CH2=CH-C(=O)-O-(CH2)19-CH3、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(CH2)19-CH3。优选地，所述蜡组分选自微晶蜡。本领域技术人员应当知悉，石蜡的主要成分为直链烷烃，而微晶蜡的主要成分是支链和环状烷烃，本专利技术中蜡组分优选微晶蜡，更有利于提高产品的防水防油性能。优选地，所述的乳化剂为阳离子乳化剂和非离子乳化剂组合而成，其中，所述阳离子乳化剂占所述乳化剂总量的质量百分数为30%~70%。进一步地，所述阳离子乳化剂的结构式为R(CH3)3N+X-，其中R为碳原子数为12~18的长链烷基，X为氯或溴原子；所述非离子乳化剂的结构式为RO(CH2CH2O)nH，其中R为碳原子数为12~20的长链烷基，n为3~50中的任意数值。所述长链烷基，一般是指烷基分子链中有≥12个碳原子数的直链链段，在长链中不排除有少量较短支链的存在。优选地，所述助溶剂为高沸点醇类溶剂。进一步地，所述助溶剂为乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇和二缩三丙二醇中的一种或几种的混合。上述防水防油剂的制备方法，包括如下步骤：（1）、将共聚单体、含蜡组分、乳化剂、助溶剂和去离子水按质量配比1：0.1~0.4：0.05~0.15：0.1~0.3：2~4称取后置于带搅拌装置的反应釜中，在机械搅拌下进行预分散，然后在高压均质机下均质得到粒径在300nm以下的亚稳定乳液；所述共聚单体由含氟单体、丙烯酸酯类单体和具有交联特性的反应性单体按质量比20~40：45~75：5~15构成；（2）、将经过步骤（1）所得到的亚稳定乳液置于具有机械搅拌装置、回流冷凝装置和惰性气体导入导出装置的反应容器中，搅拌升温，当反应体系温度升至50℃~80°C时，加入占共聚单体质量百分比0.1%~0.5%的链转移剂和占共聚单体质量百分比0.4%~2.0%的引发剂，继续进行聚合反应3-6小时，然后降至室温得到所述防水防油剂。优选地，所述的链转移剂为硫醇类化合物，结构式为R-SH，其中R为碳原子数8~12的烷基；所述的引发剂为水溶性引发剂如偶氮二异丁基脒盐酸盐、过硫酸氨和过硫酸钾中的一种或者几种的组合，也可以选择偶氮类或过氧类的油溶性引发剂。由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术选用熔点在50℃~70℃之间的石蜡或者微晶蜡，与含氟单体、丙烯酸类单体等进行乳液聚合反应，石蜡或微晶蜡形成核层，含氟共聚物在蜡表面形成壳层，获得粒径范围在100~300纳米之间的聚合物乳液，能够作为防水防油剂使用。当对面料进行整理时，本专利技术防水防油剂能够大大提高面料的防水防油性能，尤其是含氟单体选用碳原子数为1~6的短链氟烷基单体时，使该防水防油剂比现有技术中的C8型产品更为环保，成本更低，而同时还能达到C8型产品的防水防油性能。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。实施例1(1)在500ml的塑料瓶中加入下列组分：CH2=C(CH3)-C(=O)-O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防水防油剂，其特征在于：所述防水防油剂是经乳液聚合制得的粒径在100~300纳米范围内的聚合物乳液，所述聚合物乳液具体包含以下组分：质量配比为1：0.1~0.4：0.05~0.15：0.1~0.3：2~4的含氟共聚物组分、蜡组分、乳化剂、助溶剂和去离子水；其中，所述含氟共聚物组分是由含氟单体、丙烯酸酯类单体和具有交联特性的反应性单体按质量比20~40：45~75：5~15共聚而成；所述蜡组分为熔点在50℃~70℃之间的石蜡或者微晶蜡或者二者的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种防水防油剂，其特征在于：所述防水防油剂是经乳液聚合制得的粒径在100~300纳米范围内的聚合物乳液，所述聚合物乳液具体包含以下组分：质量配比为1：0.1~0.4：0.05~0.15：0.1~0.3：2~4的含氟共聚物组分、蜡组分、乳化剂、助溶剂和去离子水；其中，所述含氟共聚物组分是由含氟单体、丙烯酸酯类单体和具有交联特性的反应性单体按质量比20~40：45~75：5~15共聚而成；所述蜡组分为熔点在50℃~70℃之间的微晶蜡。2.根据权利要求1所述的防水防油剂，其特征在于：所述含氟单体的结构式如下：CH2=C(-X)-C(=O)-O-CH2CH2-Rf；其中，X为氢原子或甲基，Rf为碳原子数1～6的氟烷基；所述丙烯酸酯类单体的结构式如下：CH2=C(-X)-C(=O)-O-(CH2)n-CH3；其中，X为氢原子或甲基，n取自11~29的任意数值；所述具有交联特性的反应性单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸环氧酯、甲基丙烯酸环氧酯、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、3-氯-2-羟基丙基丙烯酸酯、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的防水防油剂，其特征在于：所述含氟单体选自以下结构的化合物中的一种或多种的组合：CH2=CH-C(=O)-O-CH2CH2-C6F13、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-CH2CH2-C6F13、CH2=CH-C(=O)-O-CH2CH2-C4F9、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-CH2CH2-C4F9；所述丙烯酸酯类单体选自以下结构的化合物中的一种或多种的组合：CH2=CH-C(=O)-O-(CH2)11-CH3、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(CH2)11-CH3、CH2=CH-C(=O)-O-(CH2)13-CH3、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(CH2)13-CH3、CH2=CH-C(=O)-O-(CH2)15-CH3、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(CH2)15-CH3、CH2=CH-C(=O)-O-(CH2)1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，许海燕，许飞，许宁，陈修宁，
申请(专利权)人：王俊，
类型：发明
国别省市：江苏;32