一种含有两亲性含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的水性复合涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含有两亲性含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的水性复合涂料及其制备方法。本发明专利技术所述的含有两亲性含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的水性复合涂料，由以下重量份的原料制成：含氟丙烯酸酯嵌段共聚物０．１～１００份；含氟丙烯酸酯无规共聚物０～１００份；水５０～１００份；无机盐填料４０～１００份；消泡剂０．２～５份；分散剂０．２～４份。本发明专利技术的复合涂料不仅具有成本低、附着力高和耐沾污等特点，并且制备过程及成品中均无有机溶剂，该涂料又是一类环保型产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工涂料，具体涉及一种含有两亲性含氟丙烯酸酯嵌段共聚物 的水性复合涂料及其制备方法。技术背景20世纪90年代以来，各国都先后制订法规，对涂料的VOC进行了限制， 从长远看，溶剂型涂料将逐渐退出市场，水性涂料将成为市场的宠儿。氟碳涂 料"水性化"成为涂料研究工作者所面临的严峻问题，而环保又优质的水性含 氟涂料的研制正引起世界各国的极大关注，是今后涂料工业发展的一个重要方 向。目前，尤其在国内取得应用的主要有两大类水性氟涂料， 一类是主链含氟 的水性氟涂料，另一类是侧链含氟的水性氟涂料。其中主链含氟的水性氟涂料主要有三种(1) 聚四氟乙烯水分散体涂料，该涂料具有优异的性能，但其需要加热 成膜，因此使其应用领域受到了一定限制。(2) 水性偏氟乙烯共聚物涂料，该类涂料可以常温成膜，耐人工老化达 3 OOOh。但由于所用的基料是进口的水性氟树脂，导致其价格偏高。(3) 水性氟烯烃/乙烯基醚共聚物涂料，该类涂料包括两种一种是双组 分固化涂料， 一种是单组分的。前者是先采用后乳化法制备的水性氟树脂，再 用于制备双组分涂料，因此涂料中不可避免地存在有机溶剂；后者单组分涂料 则采用乳液聚合法制造，该涂料具有一定的施工性，但配料方法不够灵活。侧链含氟的水性氟涂料主要是含氟丙烯酸酯共聚物乳液，该类涂料一方面 具有丙烯酸酯类单体聚合乳液所具有的耐碱性、保色保光性、涂膜丰满等特点； 另一方面，由于使用了含氟丙烯酸酯单体，在聚合物支链上引入了含氟基团， 改变了分子链的结构，显著改善了丙烯酸酯共聚物的表面性能，使共聚物具有 低的表面能、低摩擦性、憎水憎油、自清洁性及良好的耐候性，因此在涂料中 具有广阔的应用前景。从目前国内外开发水性氟聚合物涂料的研究进程来看，该涂料还存在两方5面的缺点 一、由于含氟涂料具有疏水、疏油的表面，因此该涂料的附着力相 对较弱；二、含氟丙烯酸酯涂料中主要依靠侧链上的C一F键来保护主链的， 而含氟丙烯酸酯中的含氟基团分布相对零散，由于高分子链间的相互纠结，涂 料成膜后很多含氟基团难以到达涂膜表面，削弱了含氟基团的改性作用，从而 导致该类涂料的成本相对较高，这将大大影响该类涂料的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是为了克服现有技术的上述缺点和不足，提供一种耐 候、耐污、耐腐蚀、环保安全的含有两亲性含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的水性复 合涂料。所述含有两亲性含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的水性复合涂料，由以下重量份 的原料制成含氟丙烯酸酯嵌段共聚物0. 1 100份；含氟丙烯酸酯无规共聚 物0 100份；水50 100份；无机盐填料40 100份；消泡剂O. 2 5份；分 散剂0.2 4份。所述含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的结构如下4朴卜g巾-m选自5到40之间的任一整数； n选自20到200之间任一的整数；A为一种或几种非氟丙烯酸单体或非氟丙烯酸酯单体或垸基取代非氟丙 烯酸单体的聚合链段；B为一种或几种含氟丙烯酸酯单体的聚合链段；所述含氟丙烯酸酯嵌段共聚物包括按照如下方法制成的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物以重量份计，取大分子RAFT试剂50 100份；引发剂O. 1 2份；含氟丙 烯酸酯单体20 50份；溶剂水40 60份；将上述原料搅拌，使混合均匀；真 空、搅拌下于70 8(TC反应12 16h，得含氟丙烯酸酯嵌段共聚物；所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠，过硫酸铵、过氧化氢、异丙苯过氧 化氢、4，4'-偶氮二 (4-氰基戊酸)；所述含氟丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸六 氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯或者甲基丙烯酸十二氟庚酯。所述大分子RAFT试剂包括按如下方法合成的大分子RAFT试剂以重量份计，取非氟丙烯酸单体或非氟丙烯酸酯单体或烷基取代非氟丙烯酸单体或烷基取代非氟丙烯酸酯单体20 40份、引发剂0. 1 2份、小分子 RAFT链转移剂1 4份、水40 60份；然后真空、搅拌下于70 8(TC反应10 12h，得大分子RAFT试剂；所述非氟丙烯酸单体包括丙烯酸；所述非氟丙烯酸酯单体包括丙烯酸酯、 丙烯酸羟乙酯或者丙烯酸羟丙酯；所述垸基取代非氟丙烯酸单体包括甲基丙烯 酸；所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠，过硫酸铵、过氧化氢、异丙苯过氧 化氢或4,4'-偶氮二 (4-氰基戊酸)；所述小分子RAFT链转移剂，包括4-二硫代苯甲酸(4-氰基戊酸)酯。 所述含氟丙烯酸酯无规共聚物的结构如下其中P选自1到20之间的任一整数； q选自1到40之间的任一整数； W选自5到IOO之间的任一整数；A为一种或几种非氟丙烯酸单体或非氟丙烯酸酯单体或垸基取代非氟丙 烯酸单体的聚合链段；B为一种或几种含氟丙烯酸酯单体的聚合链段；所述含氟丙烯酸酯无规共聚物包括由如下方法合成的含氟丙烯酸酯无规共聚物以重量份计，取含氟丙烯酸酯单体20 40份、非氟丙烯酸酯单体20-40 份、引发剂1 4份、乳化剂l一4份和溶剂水40 60份混合，真空、搅拌下 于70 80。C中反应12 16h，得含氟丙烯酸酯无规共聚物；所述含氟丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯或 者甲基丙烯酸十二氟庚酯；所述非氟丙烯酸单体包括丙烯酸；所述非氟丙烯酸酯单体包括丙烯酸酯、 丙烯酸羟乙酯或者丙烯酸羟丙酯；烷基取代非氟丙烯酸单体包括甲基丙烯酸；所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠，过硫酸铵、过氧化氢、异丙苯过氧 化氢或者4，4'-偶氮二 (4-氰基戊酸)；乳化剂包括十二烷基硫酸铵、十二垸基苯磺酸钠、全氟辛酸钾盐、全氟辛 酸铵盐、全氟辛酸磺酸钠盐、全氟辛酸磺酸钾盐或者聚氧乙烯垸基苯基醚。所述无机盐填料包括立德粉、硅酸铝、云母、钛白粉、滑石粉、轻质碳酸 钙或者重质碳酸钙；所述消泡剂包括轻石蜡油基消泡剂、矿物油类消泡剂或者聚硅氧烷类消泡剂；所述分散剂包括丙烯酸盐、聚丙烯酸盐、羧酸钠盐或2 —氨基一2—甲基 —l一丙醇。本专利技术的另一目的是提供所述的含有两亲性含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的 水性复合涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤以重量份计，取含氟 丙烯酸酯嵌段共聚物0. 1 100份；含氟丙烯酸酯无规共聚物0 100份；水 50 100份；无机盐填料40 100份；消泡剂O. 2 5份；分散剂O. 2 4份； 将上述物质混合均匀即得。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术将含氟丙烯酸酯与极性较高的单体如，丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯 等共聚，从而提高涂料的附着力；并且通过活性聚合将含氟基团集中到分子链 一端，制得结构规整的共聚物，降低由于分子间相互纠结而造成含氟基团难以 到达涂层表面的几率，充分发挥含氟基团的改性作用。本专利技术着重在乳液中将 RAFT用于合成分子量和结构可控的含氟丙烯酸酯嵌段共聚物涂料，通过调节 含氟基团在分子链中的分布，尽量减轻由于含氟基团分布零散、分子纠结而损 失的表面改性基团；并且通过在分子链中引入含有一OH、 一C00H等基团的水 溶性单体，不仅可以提高该类涂料的附着力，而且还使该氟丙烯酸酯共聚物具 有一定的表面活性。本专利技术的涂料少用或不用附加的乳化剂，从而最大限度地降低了传统乳化剂对涂料性能以及对环境的不良影响；并且本专利技术中所采用的RAFT活性聚合 能将含氟基团集中到分子链一端，得到结构规整的共聚物，从而大大降低了由 于分子间相互纠结而造成含氟基团本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有两亲性含氟丙烯酸酯嵌段共聚物的水性复合涂料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：含氟丙烯酸酯嵌段共聚物０．１～１００份；含氟丙烯酸酯无规共聚物０～１００份；水５０～１００份；无机盐填料４０～１００份；消泡剂０．２～５份；分散剂０．２～４份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟区，徐守萍，
申请(专利权)人：中国科学院广州化学研究所，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]