一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液及其制备方法。所述UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液包括以下原料制备得到：紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体、丙烯酸脂类单体和助剂。本发明专利技术采用乳液聚合法，以紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体为功能单体，同丙烯酸脂类单体共聚得到具有UV吸收功能的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液。分子结构中含有的C‑F、Si‑O以及紫外吸收基团，可以明显增强乳液的耐候性能。

UV absorption type fluorosilicon acrylic emulsion and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液及其制备方法
本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液及其制备方法。
技术介绍
作为水性防腐涂料中常用的面漆基料，丙烯酸乳液由于对光的主吸收峰不在太阳光谱范围内，因而具有较好的耐光性和耐候性。所以，广泛应用于车辆、家用电器、金属防腐、卷材工业、仪器仪表、建筑、塑胶制品、木制品、纸制品工业等各个领域。然而，尽管丙烯酸乳液具有良好的保光、保色性，但是同聚硅氧烷树脂和氟碳乳液相比，其耐候性还有一定差距，不能在苛刻环境下长期使用。因此，制备耐候性更加优良的丙烯酸乳液显得极为迫切。关于丙烯酸乳液的改性研究，目前常用的方法主要包括有机硅改性，有机氟改性，以及有机氟、硅协同改性。但是由于有机氟、硅自身的缺陷，(如有机硅分子较软、机械强度低、固化温度高、固化时间较长；有机氟单体价格贵、与颜填料相容性较差以及刚性太大等)，目前大多采用有机氟、硅协同改性来提升丙烯酸乳液的耐候性能。但是，有机氟、硅协同改性法都是基于同一机理，即有机氟、硅优良的耐候性、耐污性和耐温变性。目前该方法已趋于成熟，性能已达到瓶颈，需从新的机理出发，来进一步提高丙烯酸乳液的耐候性能。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液及其制备方法，旨在解决现有氟、硅改性的丙烯酸乳液的耐候性较低的问题。本专利技术的技术方案如下：一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其中，包括以下原料制备得到：紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体、丙烯酸脂类单体和助剂。进一步地，所述助剂包括水、乳化剂、pH缓冲剂、催化剂和引发剂。进一步地，由以下原料制备得到：紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体、丙烯酸脂类单体、水、乳化剂、pH缓冲剂、催化剂和引发剂。进一步地，所述紫外吸收剂分子为2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯和2-丙烯酸2-(4-苯甲酰-3-羟苯氧基)乙基酯中的至少一种。进一步地，所述有机氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸六氟丁酯中的至少一种。进一步地，所述有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。进一步地，所述丙烯酸脂类单体为苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯中的至少一种。进一步地，按质量份计，所述UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液由以下原料制备得到：2-丙烯酸2-(4-苯甲酰-3-羟苯氧基)乙基酯2-5份、甲基丙烯酸六氟丁酯2-5份、乙烯基三甲氧基硅烷2-5份、甲基丙烯酸甲酯8-13份、甲基丙烯酸丁酯9-15份、水40-60份、乳化剂2-4份、pH缓冲剂0.2-1份、催化剂0.2-1份和引发剂0.2-1份。一种本专利技术所述的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液的制备方法，其中，包括步骤：采用乳液聚合法，在助剂的作用下，以紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体为功能单体，同丙烯酸脂类单体共聚得到UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液。进一步地，所述的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液的制备方法，具体包括步骤：取丙烯酸脂类单体、pH缓冲剂、乳化剂和水混合，并搅拌，得到基础单体预乳液；向所述基础单体预乳液中加入有机氟单体、有机硅单体、紫外吸收剂分子和催化剂，并搅拌，得到功能乳液；取功能乳液总质量的1/5～1/3和引发剂总质量的1/5～1/4混合，加热至70-80℃后，再加入引发剂总质量的3/5～7/10和水，待反应体系有蓝光泛出后，在2-4h内加完剩余的功能乳液；功能乳液添加完毕后，加入剩余的引发剂，在70-90℃下反应0.5-1.5h，得到所述UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液。有益效果：本专利技术采用紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体为功能单体，同丙烯酸脂类单体共聚得到具有UV吸收功能的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液。分子链中的C-F和Si-O光稳定性好，只有极少部分的短波紫外光能对其产生光降解作用。同时，链上的紫外吸收基团能够吸收掉大部分的紫外光，并将吸收的光能以热能的形式转化出去，而自身不分解。可大大减弱紫外光对聚合物的老化降解速度。在这三者的协同作用下，可以显著增强丙烯酸乳液的耐候性能。附图说明图1为本专利技术具体的实施例中UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液的制备方法的流程示意图。图2为本专利技术具体的对比例中氟硅化丙烯酸乳液的制备方法的流程示意图。具体实施方式本专利技术提供一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。专利技术人研究发现，有机氟、硅之所以耐老化，是因为其具有高键能的C-F和Si-O，键能分别高达485KJ/mol和460KJ/mol，只有极少部分短波紫外光能对其产生光降解。若能有效消除这部分紫外光，从根源上抑制丙烯酸聚合物的降解源，将进一步提升其耐候性能。而紫外光吸收剂分子可循环吸收紫外光，并将吸收的光能转化为无害的内能，恰好可与有机氟、硅形成协同效应。本专利技术将紫外吸收剂分子协同有机氟、硅单体一起引入到丙烯酸聚合物的分子链中，制备UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液。在氟、硅改性丙烯酸乳液的基础上，通过紫外吸收剂分子的协同作用，使聚合物的耐候性能达到新的高度。具体地，本专利技术实施例提供一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其中，包括以下原料制备得到：紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体、丙烯酸脂类单体和助剂。本实施例采用紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体为功能单体，同丙烯酸脂类单体共聚得到具有UV吸收功能的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液。分子结构中含有的C-F、Si-O以及紫外吸收基团，可以明显增强乳液的耐候性能。分子链中的C-F和Si-O光稳定性好，只有极少部分的短波紫外光能对其产生光降解作用。同时，链上的紫外吸收基团能够吸收掉大部分的紫外光，并将吸收的光能以热能的形式转化出去，而自身不分解。可大大减弱紫外光对聚合物的老化降解速度。在这三者的协同作用下，可以显著增强丙烯酸乳液的耐候性能。在一种实施方式中，所述助剂包括水、乳化剂、pH缓冲剂、催化剂和引发剂。在一种实施方式中，由以下原料制备得到：紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体、丙烯酸脂类单体、水、乳化剂、pH缓冲剂、催化剂和引发剂。在一种实施方式中，所述紫外吸收剂分子为2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯和2-丙烯酸2-(4-苯甲酰-3-羟苯氧基)乙基酯等中的至少一种。在一种实施方式中，所述有机氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸六氟丁酯等中的至少一种。在一种实施方式中，所述有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷等中的至少一种。在一种实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其特征在于，包括以下原料制备得到：紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体、丙烯酸脂类单体和助剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其特征在于，包括以下原料制备得到：紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体、丙烯酸脂类单体和助剂。


2.根据权利要求1所述的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其特征在于，所述助剂包括水、乳化剂、pH缓冲剂、催化剂和引发剂。


3.根据权利要求1所述的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其特征在于，由以下原料制备得到：紫外吸收剂分子、有机氟单体、有机硅单体、丙烯酸脂类单体、水、乳化剂、pH缓冲剂、催化剂和引发剂。


4.根据权利要求1所述的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其特征在于，所述紫外吸收剂分子为2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯和2-丙烯酸2-(4-苯甲酰-3-羟苯氧基)乙基酯中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其特征在于，所述有机氟单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸六氟丁酯中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其特征在于，所述有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。


7.根据权利要求1所述的UV吸收型氟硅化丙烯酸乳液，其特征在于，所述丙烯酸脂类单体为苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继贵，雷辉斌，
申请(专利权)人：惠州市德恩思化学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44