一种UV交联单体及其制备方法与在制备含氟丙烯酸酯乳液中的应用技术

技术编号:29440506 阅读:10 留言:0更新日期:2021-07-27 16:51
本发明专利技术公开了一种UV交联单体及其制备方法与在制备含氟丙烯酸酯乳液中的应用。该单体的制备方法包括:将1,6‑二溴己烷、4‑羟基二苯甲酮、无水碳酸钾和有机溶剂混匀,遮光反应,得到单溴取代二苯甲酮;将单溴取代二苯甲酮、不饱和酸、无水碳酸钾和有机溶剂混匀,遮光反应,得到反应液B,得到UV交联单体。本发明专利技术的UV交联单体制备方法简单,高效,成本低,易于实现工业化;使用该UV交联单体制备的含氟丙烯酸酯乳液粒径小,分布窄,热稳定性能良好,所用含氟单体不含C8及以上的含氟烷基链,环境友好,应用于织物整理剂上,可以使织物耐水性能提高。

【技术实现步骤摘要】
一种UV交联单体及其制备方法与在制备含氟丙烯酸酯乳液中的应用
本专利技术属于丙烯酸酯乳液
,具体涉及一种UV交联单体及其制备方法与在制备含氟丙烯酸酯乳液中的应用。
技术介绍
含氟聚合物具有许多应用,源于其具有比较特殊的元素和结构。从元素上看:自然界中,氟原子是除了氢原子以外最小的原子;另外,氟元素的电负性最大,C-F键能远远大于C-H键能,有良好的热稳定性;从结构上看:一方面,含氟聚合物的构象结构为螺旋结构,即含氟侧链很好的包裹着主链,形成氟屏蔽效应,使得主链不被破坏,另一方面,对称的链结构使得含氟聚合物表面为非极性。总体而言,含氟聚合物具有良好的化学惰性,这种化学惰性赋予了含氟聚合物较好的拒水、拒油、防污等功能。含氟聚合物在整理剂上应用甚广,包括织物整理剂、纸张整理剂和皮革整理剂等。其中,应用最广泛的是织物整理剂,氟原子自身的低表面能,经过含氟织物整理剂处理后的织物,具有防水、防油、防污、抗紫外和阻燃等功能。交联网状聚合物比线性聚合物具有更高的机械强度,如拉伸强度、冲击强度等;对于聚合物薄膜来说,网状聚合物具有更高的交联密度,使得薄膜的致密性较高,从而使原有的性能显著提高,如耐水性、抗渗透性和耐候性等。按照驱动交联的方式不同,提高交联度的方式可分为热交联、自交联和光交联。对于交联剂在织物整理剂上的应用,自交联的应用探索较多,如中国专利技术专利CN111662404A公开了一种自交联长氟碳丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法,选择双丙酮丙烯酰胺等作为自交联剂;而对于光交联在织物整理剂上的应用探索则较少。而且该中国专利技术专利CN111662404A公开的自交联长氟碳丙烯酸酯聚合物乳液的制备方法,选择甲基丙烯酸十二氟庚酯等长碳链含氟单体,具有环境危害性和生物积累性,其次,选用阴离子乳化体系和非离子乳化体系复配,对基材附着力较差;最后,选用双丙酮丙烯酰胺等作为自交联剂,反应结束后还需要额外添加第二交联组分己二酸二酰肼,增加了工艺的复杂性。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足,本专利技术的目的是提供一种UV交联单体及其制备方法与在制备含氟丙烯酸酯乳液中的应用。本专利技术提供了一种UV交联单体及其含氟丙烯酸酯共聚乳液的制备方法。所述UV交联单体可作为丙烯酸酯类单体参与聚合,也可以作为光交联剂来提高聚合物交联度;所述含氟丙烯酸酯共聚乳液利用所述UV交联单体与其他丙烯酸酯类单体通过乳液聚合制得,经UV光照后,乳胶膜交联度提升,吸水率下降,耐水性提高。本专利技术先采用两步法合成一种可光交联单体,然后利用此单体与含氟丙烯酸酯类单体、其他丙烯酸酯类单体共聚,得到可UV交联的含氟丙烯酸酯乳液。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。本专利技术提供的UV交联单体的制备方法,包括如下步骤:(1)合成单溴取代二苯甲酮:将1,6-二溴己烷、4-羟基二苯甲酮、无水碳酸钾和有机溶剂混合,得到混合液A,在搅拌状态下进行遮光反应,得到反应液A,萃取,过滤取滤液,层析、旋蒸和干燥,得到单溴取代二苯甲酮;(2)合成UV交联单体:将步骤(1)所述单溴取代二苯甲酮、不饱和酸、无水碳酸钾和有机溶剂混合均匀,得到混合液B,进行遮光反应,得到反应液B,萃取,过滤取滤液,层析、旋蒸和干燥,得到所述UV交联单体(粘稠状带有双键的可聚合二苯甲酮)。进一步地,步骤(1)所述1,6-二溴己烷和4-羟基二苯甲酮的摩尔比为(2-5):1;进一步地,步骤(1)所述4-羟基二苯甲酮与无水碳酸钾的摩尔比为1:(4-8);进一步地,步骤(1)所述有机溶剂为丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲苯、1,4-二氧六环中的一种以上;进一步地,在步骤(1)所述混合液A中,有机溶剂的质量分数为10-50wt%;进一步地,步骤(1)所述遮光反应的温度为50-65℃,遮光反应的时间为20-30h。优选地,步骤(1)所述萃取使用的溶剂为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氯甲烷中的一种。优选地,步骤(1)所述层析采用的是石油醚与乙酸乙酯的混合液,所述石油醚与乙酸乙酯的体积比为8-10:1。优选地,在所述混合液A中,有机溶剂的质量分数为20-40wt%。进一步地,步骤(2)所述单溴取代二苯甲酮与不饱和酸的摩尔比为1:(1-10);进一步地,步骤(2)所述不饱和酸为丙烯酸或甲基丙烯酸;进一步地,步骤(2)所述单溴取代二苯甲酮与无水碳酸钾的摩尔比为1:(1-10);进一步地,步骤(2)所述有机溶剂为丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲苯、1,4-二氧六环中的一种以上;进一步地,在步骤(2)所述混合液B中,有机溶剂的质量分数为10-50wt%;进一步地,步骤(2)所述遮光反应的温度为50-65℃;进一步地,步骤(2)所述遮光反应的时间为20-30h;优选地,步骤(2)所述单溴取代二苯甲酮与所述不饱和酸的摩尔比为1:(2-5)。优选地,步骤(2)所述单溴取代二苯甲酮与所述无水碳酸钾的摩尔比1:(4-8)。优选地,步骤(2)所述萃取采用的溶剂为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氯甲烷中的一种。优选地,步骤(2)所述层析采用的是石油醚与乙酸乙酯的混合液,所述石油醚与乙酸乙酯的体积比为(8-10):1。本专利技术提供一种由上述的制备方法制得的UV交联单体。本专利技术提供的UV交联单体在制备可光固化含氟丙烯酸酯乳液中的应用,包括如下步骤:(1)预乳化:将含氟丙烯酸酯单体、硬单体、软单体、功能单体和所述UV交联单体(光交联单体)混合均匀,得到混合单体;将非离子乳化剂和阳离子乳化剂溶于去离子水中,得到乳化剂水溶液;将所述混合单体滴加至所述乳化剂水溶液中,搅拌处理,得到预乳液;(2)聚合:在反应釜中将步骤(1)所述预乳液分成两部分,标记为预乳液A和预乳液B;将非离子乳化剂、引发剂、助溶剂及去离子水混合,升温至75-85℃,然后在15-30分钟内滴加步骤(1)所述预乳液A,保温处理,得到混合液;往所述混合液中滴加引发剂溶液和预乳液B,升温进行加热处理,冷却至室温,出料,得到所述可光固化含氟丙烯酸酯乳液(含氟丙烯酸酯乳液)。进一步地,步骤(1)所述含氟丙烯酸酯单体为全氟己基乙基丙烯酸酯或全氟己基乙基甲基丙烯酸酯;进一步地,步骤(1)所述硬单体为(甲基)丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄基酯中的一种以上;进一步地,步骤(1)所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸正辛酯中的一种以上;进一步地,步骤(1)所述功能单体为(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-丁氧基丙烯酰胺、二乙烯基苯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种UV交联单体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:/n(1)将1,6-二溴己烷、4-羟基二苯甲酮、无水碳酸钾和有机溶剂混合,得到混合液A,在搅拌状态下进行遮光反应,得到反应液A,萃取,过滤取滤液,层析、旋蒸和干燥,得到单溴取代二苯甲酮;/n(2)将步骤(1)所述单溴取代二苯甲酮、不饱和酸、无水碳酸钾和有机溶剂混合均匀,得到混合液B,进行遮光反应,得到反应液B,萃取,过滤取滤液,层析、旋蒸和干燥,得到所述UV交联单体。/n

【技术特征摘要】
1.一种UV交联单体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将1,6-二溴己烷、4-羟基二苯甲酮、无水碳酸钾和有机溶剂混合,得到混合液A,在搅拌状态下进行遮光反应,得到反应液A,萃取,过滤取滤液,层析、旋蒸和干燥,得到单溴取代二苯甲酮;
(2)将步骤(1)所述单溴取代二苯甲酮、不饱和酸、无水碳酸钾和有机溶剂混合均匀,得到混合液B,进行遮光反应,得到反应液B,萃取,过滤取滤液,层析、旋蒸和干燥,得到所述UV交联单体。


2.根据权利要求1所述的UV交联单体的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述1,6-二溴己烷和4-羟基二苯甲酮的摩尔比为(2-5):1;步骤(1)所述4-羟基二苯甲酮与无水碳酸钾的摩尔比为1:(4-8);步骤(1)所述有机溶剂为丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲苯、1,4-二氧六环中的一种以上;在所述混合液A中,有机溶剂的质量分数为10-50wt%;步骤(1)所述遮光反应的温度为50-65℃,遮光反应的时间为20-30h。


3.根据权利要求1所述的UV交联单体的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述单溴取代二苯甲酮与不饱和酸的摩尔比为1:(1-10);所述不饱和酸为丙烯酸或甲基丙烯酸;步骤(2)所述单溴取代二苯甲酮与无水碳酸钾的摩尔比为1:(1-10);所述有机溶剂为丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲苯、1,4-二氧六环中的一种以上;在所述混合液B中,有机溶剂的质量分数为10-50wt%;步骤(2)所述遮光反应的温度为50-65℃,遮光反应的时间为20-30h。


4.一种由权利要求1-3任一项所述的制备方法制得的UV交联单体。


5.权利要求4所述的UV交联单体在制备可光固化含氟丙烯酸酯乳液中的应用,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将含氟丙烯酸酯单体、硬单体、软单体、功能单体和所述UV交联单体混合均匀,得到混合单体;将非离子乳化剂和阳离子乳化剂溶于水中,得到乳化剂水溶液;将所述混合单体滴加至所述乳化剂水溶液中,搅拌处理,得到预乳液;
(2)将步骤(1)所述预乳液分成两部分,标记为预乳液A和预乳液B;将非离子乳化剂、引发剂、助溶剂及水混合,升温至75-85℃,然后在15-30分钟内滴加步骤(1)所述预乳液A,保温处理,得到混合液;往所述混合液中滴加引发剂溶液和预乳液B,升温进行加热处理,冷却至室温,出料,得到所述可光固化含氟丙烯酸酯乳液。


6.根据权利要求5所述的UV交联单体在制备可光固化含氟丙烯酸酯乳液中的应用,其特征在于,步骤(1)所述含氟丙烯酸酯单体为全氟己基乙基丙烯酸酯或全氟己基乙基甲基丙烯酸酯;所述硬单体为(甲基)丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸异冰片酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员:任碧野邝树浓金志利
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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