本发明专利技术公开了一种氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法及在液体分散染料印花中的应用。该制备方法包括：(1)氟硅氧烷的合成(2)取丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、正十六烷以及步骤(1)得到的氟硅氧烷搅拌均匀后加入到乳化剂水溶液中，得到预乳化液；取预乳化液加入反应器作为种子乳液，向种子乳液加入过硫酸铵水溶液反应，冷却得到氟硅改性丙烯酸酯乳液。本发明专利技术方法在丙烯酸酯的基础上，引入氟硅链段。利用有机硅链段柔软，可以有效改善印花织物手感；利用有机氟短的C‑F共价键及其大键能，提高了胶膜疏水性，降低了胶膜溶解度参数及折射率，有助于提高织物色牢度和得色量。
Preparation and application of fluorosilicone modified acrylate emulsion
【技术实现步骤摘要】
一种氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法及应用
本专利技术涉及氟硅改性丙烯酸酯乳液领域，具体涉及一种氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法及在液体分散染料印花中的应用。
技术介绍
分散染料印花时，色浆染料大多是粉体分散染料，主要通过热熔的方式发色，然后水洗除去各种残留助剂及染料。该工艺对于水资源的浪费及污水对环境的破坏严重。目前，市场上出现了液体分散染料，通过热熔发色后，实现了浅色织物(一般染料用量小于0.5％)的免水洗印花，中深色织物免水洗印花后，色牢度不达标，因此，中深色织物印花后仍需水洗。为实现液体分散染料印制免水洗加工，国内研究人员提出色浆中加入丙烯酸酯类乳液的方式。如申请号为201510598169.6(公开号为CN105111363A)中国专利技术专利申请公开了一种功能预聚体及其制备方法与应用，一种丙烯酸丁酯类聚合物为功能预聚体，将功能预聚体、合成增稠剂、液体分散染料、水混合制得印花色浆，印花烘干后制得成品织物，无需再经后处理，节约了大量的水资源和能耗。但丙烯酸酯乳液用于印制深色织物时(一般液体分散染料用量2％以上)存在用量少牢度不达标，用量大手感不佳的问题。为解决乳液手感和牢度兼顾问题，设计开发了氟硅改性丙烯酸酯乳液。
技术实现思路
本专利技术提供了一种氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法及在液体分散染料印花中的应用。一种氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：(1)氟硅氧烷的合成称取八甲基环四硅氧烷(D4)、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(DVMS)、甲基三氟丙基环三硅氧烷(D3F)和四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)混合均匀，之后加入三氟甲磺酸作为催化剂，反应，反应后自然冷却，加入无水碳酸钠中和至pH值6-7，真空干燥除去未反应单体和小分子聚硅氧烷，得到氟硅氧烷；(2)氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备将复合乳化剂和N-羟甲基丙烯酰胺溶解至蒸馏水中，形成乳化剂水溶液，取丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、正十六烷以及步骤(1)得到的氟硅氧烷搅拌均匀后加入到乳化剂水溶液中，搅拌后形成粗乳液，之后用细胞粉碎机超声后得到预乳化液；取第一步部分的预乳化液加入反应器作为种子乳液，向种子乳液加入过硫酸铵(APS)水溶液反应，冷却，加入氨水调节PH至7-8，纱网过滤出料，得到氟硅改性丙烯酸酯乳液。该方法在丙烯酸酯的基础上，引入氟硅链段。利用有机硅链段柔软，可以有效改善印花织物手感；利用有机氟短的C-F共价键及其大键能，提高了胶膜疏水性，降低了胶膜溶解度参数及折射率，有助于提高织物色牢度和得色量。步骤(1)中，式I结构的氟硅氧烷的合成：所述的混合均匀的条件为：在60～70℃下磁力搅拌30～60min混合均匀。最优选的，所述的混合均匀的条件为：在65℃下磁力搅拌40min混合均匀。所述的三氟甲磺酸的加入量为八甲基环四硅氧烷(D4)、甲基三氟丙基环三硅氧烷(D3F)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(DVMS)总质量的0.05％～0.5％。最优选的，所述的三氟甲磺酸的加入量为八甲基环四硅氧烷(D4)、甲基三氟丙基环三硅氧烷(D3F)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(DVMS)总质量的0.15％。所述的反应的条件为：在60～70℃下反应5～9小时。最优选的，所述的反应的条件为：在65℃下反应7小时。所述的真空干燥的条件为：在110℃～130℃真空烘箱焙烘3～7小时。最优选的，所述的真空干燥的条件为：在120℃真空烘箱焙烘5小时。所述的八甲基环四硅氧烷(D4)、甲基三氟丙基环三硅氧烷(D3F)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(DVMS)的摩尔比为3～4：12～14：0.8～1.2：1，最优选的，单体Dn(D4+D3F):D4Vi:DVMS摩尔比为17:1:1其中D3F的摩尔含量为20％，合成了分子量7916的氟硅氧烷，其产率均在90％以上。即所述的八甲基环四硅氧烷(D4)、甲基三氟丙基环三硅氧烷(D3F)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4Vi)和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(DVMS)的摩尔比为17*0.2：17*0.8：1：1，即3.4：13.6：1：1，可以合成分子量7916的氟硅氧烷，该分子量的氟硅氧烷制备氟硅改性丙烯酸酯乳液能够表现出更加优异的性能。步骤(2)中，所述的氟硅改性聚丙烯酸酯乳液(Vi-PFVMSPA)的制备：所述的复合乳化剂包括：十二烷基硫酸钠(SDS)、乳化剂O-10和乳化剂V-20S，所述的十二烷基硫酸钠(SDS)、乳化剂O-10和乳化剂V-20S的质量比为2～2.5：1.3～1.8：1.3～1.8。最优选的，所述的十二烷基硫酸钠(SDS)、乳化剂O-10和乳化剂V-20S的质量比为2.23：1.54：1.54。所述的复合乳化剂、N-羟甲基丙烯酰胺、蒸馏水的质量比为5～6：1.20～1.80：150～190。最优选的，所述的复合乳化剂、N-羟甲基丙烯酰胺、蒸馏水的质量比为5.40：1.60：172。所述的丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、氟硅氧烷、正十六烷的质量比为40～45：30～40：1～1.4：3～3.5：4～5。最优选的，所述的丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、氟硅氧烷、正十六烷的质量比为42.24：34.46：1.20：3.2：4.40。搅拌30min后形成粗乳液，之后用细胞粉碎机超声20min。加入过硫酸铵(APS)水溶液反应，具体包括：将种子乳液升温至76～79℃后在种子乳液中加入第一部分的过硫酸铵(APS)水溶液预引发，当反应瓶中温度计显示温度冲高回落至76～79℃并且种子乳液出现蓝光时，升温至80～82℃，在1.5～2.5h内滴加完第二步部分的预乳化液与第二部分的过硫酸铵(APS)水溶液，滴加完成后保温0.5～1.5h。所述的第一步部分的预乳化液和第二步部分的预乳化液的质量比为1:2。所述的第一部分的过硫酸铵(APS)水溶液与第二部分的过硫酸铵(APS)水溶液的体质量比为1:2。所述的过硫酸铵(APS)水溶液的质量百分数为3％。180目纱网过滤出料。具体地，取第一步部分的预乳化液加入反应器作为种子乳液，升温至78℃后在种子乳液中加入第一部分的过硫酸铵(APS)水溶液预引发，当反应瓶中温度计显示温度冲高回落至78℃并且种子乳液出现蓝光时，升温至80℃，在2h内滴加完第二步部分的预乳化液与第二部分的过硫酸铵(APS)水溶液6.67g，滴加完成后保温1h，冷却至45℃，加入氨水调节PH至7-8，180目纱网过滤出料，得到氟硅改性丙烯酸酯乳液。本专利技术制备的氟硅改性丙烯酸酯乳液特别适合用于在液体分散染料印花中。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术所需原料简便易得，合成工艺相对简单本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)称取八甲基环四硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、甲基三氟丙基环三硅氧烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷混合均匀，之后加入三氟甲磺酸作为催化剂，反应，反应后自然冷却，加入无水碳酸钠中和至pH值6-7，真空干燥除去未反应单体和小分子聚硅氧烷，得到氟硅氧烷；/n(2)将复合乳化剂和N-羟甲基丙烯酰胺溶解至蒸馏水中，形成乳化剂水溶液，取丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、正十六烷以及步骤(1)得到的氟硅氧烷搅拌均匀后加入到乳化剂水溶液中，搅拌后形成粗乳液，之后用细胞粉碎机超声后得到预乳化液；/n取第一步部分的预乳化液加入反应器作为种子乳液，向种子乳液加入过硫酸铵水溶液反应，冷却，加入氨水调节PH至7-8，过滤出料，得到氟硅改性丙烯酸酯乳液。/n
【技术特征摘要】
1.一种氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取八甲基环四硅氧烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、甲基三氟丙基环三硅氧烷和四甲基四乙烯基环四硅氧烷混合均匀，之后加入三氟甲磺酸作为催化剂，反应，反应后自然冷却，加入无水碳酸钠中和至pH值6-7，真空干燥除去未反应单体和小分子聚硅氧烷，得到氟硅氧烷；
(2)将复合乳化剂和N-羟甲基丙烯酰胺溶解至蒸馏水中，形成乳化剂水溶液，取丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、正十六烷以及步骤(1)得到的氟硅氧烷搅拌均匀后加入到乳化剂水溶液中，搅拌后形成粗乳液，之后用细胞粉碎机超声后得到预乳化液；
取第一步部分的预乳化液加入反应器作为种子乳液，向种子乳液加入过硫酸铵水溶液反应，冷却，加入氨水调节PH至7-8，过滤出料，得到氟硅改性丙烯酸酯乳液。
2.根据权利要求1所述的氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的混合均匀的条件为：在60～70℃下磁力搅拌30～60min混合均匀。
3.根据权利要求1所述的氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的八甲基环四硅氧烷、甲基三氟丙基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的摩尔比为3～4：12～14：0.8～1.2：1。
4.根据权利要求1所述的氟硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的三氟甲磺酸的加入量为八甲基环四硅氧烷、甲基三氟丙基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷总质量的0.05％～0.5％。
5.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜建堂，沈一峰，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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