一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液及其制备方法，通过引入含氟烯丙基醚类单体与VDC单体进行共聚反应，将含氟侧链引入到PVDC聚合物上。乳液成膜时利用表面势能动力使含氟侧链迁移向表面，实现表面氟元素的聚集，使得PVDC膜表面具有低表面自由能。本发明专利技术的PVDC水性乳液可以涂布在塑料膜或硬片上，形成的PVDC膜具有高阻隔性的同时具有拒水、拒油、防污和耐候性能。

【技术实现步骤摘要】
一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液及其制备方法
本专利技术属高分子材料领域，具体涉及一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液。
技术介绍
涂布膜是在基材膜的表面涂覆上一层功能性涂料而形成的。在塑料包装行业，涂布膜因厚度小、柔性好、成本低等优点越来越具有竞争力。PVDC乳液涂布膜同时对水蒸气和氧气具有非常优异的阻隔性，且具有安全环保，无毒的特点，广泛应用于薄膜类食品包装行业。但PVDC膜表面自由能较低，不拒水拒油且不防污、不耐候，使得其在某些使用场合受到了限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能制备同时具有拒水、拒油、防污和耐候性能的高阻隔性涂布膜的含氟PVDC水性乳液。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液，其特征在于：将含氟烯丙基醚类单体作为聚合单体中的一种与VDC单体进行共聚反应，按重量份数，反应原料组成为：种子单体1～5份，VDC单体45～55份，共聚单体4～10份，引发剂0.01～0.05份，种子乳化剂0.1～0.5份，乳化剂0.5～3份，其他助剂0.01～0.05份，改性助剂0.001～0.01份，去离子水35～40份；其中，含氟烯丙基醚类单体作为种子单体的一种占0.1～5份。优选的，种子单体还包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、醋酸羟乙烯酯、醋酸乙烯酯、醋酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或几种的混合物。优选的，种子乳化剂包括含氟乳化剂和阴离子乳化剂，所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十五烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十五烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠、醇醚羧酸盐、十二烷基羧酸钾、十五烷基羧酸钠、十八烷基羧酸钾中的一种或几种的混合物。优选的，含氟烯丙基醚类单体为全氟聚醚烯丙基醚类单体。优选的，引发剂为过硫酸盐类。优选的，其他助剂为碳酸氢钠、碳酸氢钾、醋酸铵、冰醋酸中的一种或者几种的混合物。优选的，改性助剂为二甲基硅油、聚硅氧烷、苯乙醇油酸酯、磷酸三丁酯、苯乙酸月桂醇酯、聚乙烯醚中的一种或几种的混合物。制备如权利要求1所述一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配置引发剂水溶液：称取过硫酸铵，用去离子水配成过硫酸铵水溶液Ⅰ，备用；称取焦亚硫酸钠，用去离子水配成焦亚硫酸钠水溶液，备用；称取过硫酸铵，用去离子水配成过硫酸铵水溶液Ⅱ，备用；(2)配置预混液：将VDC单体、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、衣康酸、丙烯酸、十八烷基硫酸钠、十二烷基羧酸钾、十五烷基苯磺酸钠、碳酸氢钠、醋酸铵及去离子水投入混液槽，在5℃，170rpm搅拌转速下分散30min，得到预混液，备用；(3)种子乳液聚合：将全氟己基烯丙基醚单体、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、十二烷基硫酸钠、醇醚羧酸盐及去离子水投入聚合釜内，在100rpm搅拌转速下预分散30分钟后，将聚合釜的温度升至75℃，加入步骤(1)配置得到的过硫酸铵水溶液Ⅰ进行反应，反应1.5h后结束反应，得到种子乳液；(4)PVDC乳液聚合：用氮气将聚合釜置换两次后抽真空，压力为-0.08Mpa，抽真空完成后将聚合釜温度调整至55℃，加入步骤(1)配置得到的焦亚硫酸钠水溶液、过硫酸铵水溶液Ⅱ，以及步骤(2)配置得到的预混液进行反应，控制搅拌转速为110rpm，反应12h后，升温至70℃保温2h，得到PVDC乳液；(5)乳液的脱吸：向步骤(4)得到的PVDC乳液中加入二甲基硅油及聚乙烯醚，将氮气管的出口没在PVDC乳液液面以下，鼓入氮气并抽真空，整个脱吸过程中压力控制在-0.02Mpa，温度控制在65℃，搅拌转速为20rpm，脱吸时间为4h，脱吸完成后冷却过滤，即得到产品。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过引入含氟烯丙基醚类单体与VDC单体进行共聚反应，将含氟侧链引入到PVDC聚合物上，乳液成膜时利用表面势能动力使含氟侧链迁移向表面，实现表面氟元素的聚集，使得PVDC膜表面具有低表面自由能。本专利技术的PVDC水性乳液可以涂布在塑料膜或硬片上，形成的PVDC膜具有高阻隔性的同时具有拒水、拒油、防污和耐候性能。制备过程中，种子乳液促进PVDC乳液聚合，乳液的脱吸可分离未反应的单体，提高产品的纯度。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液，其原料配方如下：种子单体：全氟己基烯丙基醚单体0.1kg、甲基丙烯酸甲酯0.88kg、丙烯酸丁酯0.7kg、丙烯酸0.07kg；VDC单体：49.51kg；共聚单体：丙烯酸甲酯2.91kg、丙烯酸丁酯2.91kg、衣康酸2.33kg、丙烯酸0.58kg；引发剂：过硫酸铵0.022kg、焦亚硫酸钠0.02kg；种子乳化剂：十五烷基硫酸钠0.07kg、醇醚羧酸盐0.07kg；乳化剂：十二烷基硫酸钠0.41kg、十二烷基羧酸钾0.41kg、十五烷基苯磺酸钠0.0.82kg；其他助剂：碳酸氢钠0.02kg、醋酸铵0.02kg；改性助剂：二甲基硅油0.002kg、聚乙烯醚0.002kg；去离子水：38.2kg。制备步骤如下：(1)配置引发剂水溶液：称取0.005kg的过硫酸铵(APS)，用2kg去离子水配成过硫酸铵水溶液Ⅰ，备用；称取0.02kg的焦亚硫酸钠(SMBS)，用3kg去离子水配成焦亚硫酸钠水溶液，备用；称取0.017kg过硫酸铵(APS)，用3kg去离子水配成过硫酸铵水溶液Ⅱ，备用；(2)配置预混液：将49.51kg的VDC单体、2.91kg的丙烯酸甲酯、2.91kg的丙烯酸丁酯、2.33kg的衣康酸、0.58kg的丙烯酸、0.41kg的十八烷基硫酸钠、0.41kg的十二烷基羧酸钾、0.82kg的十五烷基苯磺酸钠、0.02kg的碳酸氢钠、0.02kg的醋酸铵及7.2kg去离子水投入混液槽，在5℃，170rpm搅拌转速下分散30min，得到预混液，备用；(3)种子乳液聚合：将0.1kg全氟己基烯丙基醚单体、0.88kg的甲基丙烯酸甲酯、0.7kg的丙烯酸丁酯、0.07kg的丙烯酸、0.07kg十二烷基硫酸钠、0.07kg的醇醚羧酸盐及23kg的去离子水投入聚合釜内，在100rpm搅拌转速下预分散30分钟后，将聚合釜的温度升至75℃，加入步骤(1)配置得到的过硫酸铵水溶液Ⅰ进行反应，反应1.5h后结束反应，得到种子乳液；(4)PVDC乳液聚合：用氮气将聚合釜置换两次后抽真空，压力为-0.08Mpa，抽真空完成后将聚合釜温度调整至55℃，加入步骤(1)配置得到的焦亚硫酸钠水溶液、过硫酸铵水溶液Ⅱ，以及步骤(2)配置得到的预混液进行反应，控制搅拌转速为110rpm，反应12h后，升温至70℃保温2h，得到PVDC乳液；(5)乳液的脱吸：向步骤(4)得到的P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液，其特征在于：将含氟烯丙基醚类单体作为聚合单体中的一种与VDC单体进行共聚反应，按重量份数，反应原料组成为：种子单体1～5份，VDC单体45～55份，共聚单体4～10份，引发剂0.01～0.05份，种子乳化剂0.1～0.5份，乳化剂0.5～3份，其他助剂0.01～0.05份，改性助剂0.001～0.01份，去离子水35～40份；其中，含氟烯丙基醚类单体作为种子单体的一种占0.1～5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液，其特征在于：将含氟烯丙基醚类单体作为聚合单体中的一种与VDC单体进行共聚反应，按重量份数，反应原料组成为：种子单体1～5份，VDC单体45～55份，共聚单体4～10份，引发剂0.01～0.05份，种子乳化剂0.1～0.5份，乳化剂0.5～3份，其他助剂0.01～0.05份，改性助剂0.001～0.01份，去离子水35～40份；其中，含氟烯丙基醚类单体作为种子单体的一种占0.1～5份。


2.根据权利要求1所述一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液，其特征在于：所述种子单体还包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、醋酸羟乙烯酯、醋酸乙烯酯、醋酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或几种的混合物。


3.根据权利要求1所述一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液，其特征在于：所述种子乳化剂包括含氟乳化剂和阴离子乳化剂，所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十五烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十五烷基苯磺酸钠、十八烷基磺酸钠、醇醚羧酸盐、十二烷基羧酸钾、十五烷基羧酸钠、十八烷基羧酸钾中的一种或几种的混合物。


4.根据权利要求3所述一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液，其特征在于：所述含氟烯丙基醚类单体为全氟聚醚烯丙基醚类单体。


5.根据权利要求1所述一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液，其特征在于：所述引发剂为过硫酸盐类。


6.根据权利要求1所述一种拒水拒油涂布膜用PVDC水性乳液，其特征在于：所述其他助剂为碳酸氢钠、碳酸氢钾、醋酸铵、冰醋酸中的一种或者几种的混合物。


7.根据权利要求1所述一种拒水...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵春明，孙洪阳，肖瑞厚，高艳林，王海连，
申请(专利权)人：浙江巨化技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33