一种水性含氟丙烯酸树脂及其制备方法和在涂料中的应用技术

本发明专利技术公开了一种水性含氟丙烯酸树脂及其制备方法和在涂料中的应用，所述水性含氟丙烯酸树脂按重量份计，包括：20~80份含氟单体、4~20份阴离子单体、10~50份非氟单体、0.1~2份引发剂、1~12份中和剂。本发明专利技术将含氟单体与丙烯酸酯单体共聚得到含氟丙烯酸酯共聚物，可以兼具两者优点，得到的共聚物能在酸碱、高温和高辐射等极端环境中显示出优异的稳定性；所制备的水性含氟丙烯酸树脂制备而成的涂料具有良好的耐候性、防腐性能，所述的水性含氟丙烯酸树脂含氟量高，且工艺限制条件少，可低成本大规模应用。规模应用。

【技术实现步骤摘要】
一种水性含氟丙烯酸树脂及其制备方法和在涂料中的应用


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体涉及一种水性含氟丙烯酸树脂及其制备方法和在涂料中的应用。

技术介绍

[0002]氟碳涂料作为最耐候防腐的高性能涂料，已成功地应用建筑、家电、航空航天等领域。氟原子的电负性强，半径小，极化率小，与氢原子相比，聚合物的C
‑
C键更容易被氟原子屏蔽起来，降低了碳原子和碳链的暴露，而C
‑
F键的键能高，暴露在环境中仍非常稳定。目前市场上常用的聚四氟乙烯乳液PTFE和聚偏氟乙烯乳液PVDF因其玻璃化温度高，常温下不能成膜，需要高温烧结，因此在涂料领域应用受到限制。聚丙烯酸酯具有附着力强、成膜性好、成本低等优点，但耐候耐腐蚀性能远不及含氟共聚物。
[0003]含氟单体用量直接影响共聚物的耐候和耐腐蚀性能，含氟单体用量越高，耐候和耐腐蚀性能越好。目前常见的水性含氟丙烯酸酯采用的是乳液聚合的方法，如CN102174143A的专利，但含氟单体含量不高于21%，配置成乳胶漆可耐老化5000h以上，耐酸碱120h以上，然而由于含氟单体的疏水性，乳液聚合中含氟单体占单体总量一般不能高于30%，影响进一步提高其耐候耐腐蚀性。公开号为CN102575435A的专利中，含氟单体含量可达40~90%，但是其引入大量的亲水基团乙烯基吡咯烷酮单体，造成共聚物的耐水性能很差，使共聚物的耐候耐腐蚀性变差。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种水性含氟丙烯酸树脂及其制备方法和在涂料中的应用，所述的水性含氟丙烯酸树脂制备而成的涂料具有良好的耐候性、防腐性能。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用以下技术方案：一种水性含氟丙烯酸树脂，按重量份计，包括：20~80份含氟单体、4~20份阴离子单体、10~50份非氟单体、0.1~2份引发剂、1~12份中和剂。
[0006]作为一种优选方案，所述水性含氟丙烯酸树脂按重量份计，包括：30~80份含氟单体、5~20份阴离子单体、15~50份非氟单体、0.1~1.5份引发剂、1~10份中和剂。
[0007]作为一种优选方案，所述含氟单体的结构式为CH2=CRCOOCH2CH2（CF2）
n
F，其中R为CH3或H，n=1~6。
[0008]本专利技术的专利技术人在大量的研究中发现，本专利技术所述的水性含氟丙烯酸树脂含氟单体与丙烯酸酯单体共聚得到含氟丙烯酸酯共聚物，可以兼具两者优点，所述的水性含氟丙烯酸树脂含氟量高，从而显著提高耐候性和耐腐蚀效果。
[0009]且本专利技术的专利技术人研究发现，在本专利技术的配方体系下，采用其他含氟单体替换本专利技术所述的含氟单体，耐候性和耐腐蚀效果会下降。
[0010]作为一种优选方案，所述阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、乙烯基磺酸、乙烯基磺酸盐、氨基丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯铵盐中的至少一种。
[0011]作为一种优选方案，所述非氟单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺中的至少一种。
[0012]作为一种优选方案，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰中的至少一种。
[0013]作为一种优选方案，所述中和剂为氨水、氢氧化钠、三乙胺中的至少一种。
[0014]作为一种优选方案，所述有机溶剂为丙酮、异丙醇、丁酮中的至少一种。
[0015]本专利技术还提供了一种水性含氟丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：S1、将部分有机溶剂、含氟单体、阴离子单体、非氟单体、引发剂混合均匀；S2、将剩余有机溶剂加入到反应釜中，将S1所得物滴加入反应釜中，在65~85℃下反应2~6h，再加入中和剂，反应10~30min，再加入去离子水，经过旋转蒸发得到水性含氟丙烯酸树脂。
[0016]本专利技术还提供了一种涂料，按重量份计，包括：4~12份水性含氟丙烯酸树脂、0.1~4份水溶性固化剂、0.1~2份助剂、80~95份去离子水；所述助剂为流平剂、消泡剂中的至少一种。
[0017]所述水性含氟丙烯酸树脂上述制备得到的水性含氟丙烯酸树脂。
[0018]本专利技术的有益效果：本专利技术将含氟单体与丙烯酸酯单体共聚得到含氟丙烯酸酯共聚物，可以兼具两者优点，得到的共聚物能在酸碱、高温和高辐射等极端环境中显示出优异的稳定性；所制备的水性含氟丙烯酸树脂制备而成的涂料具有良好的耐候性、防腐性能，所述的水性含氟丙烯酸树脂含氟量高，且工艺限制条件少，可低成本大规模应用，且具有良好的成模性。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在本专利技术中，除特别声明，所述的份均为重量份。
[0021]实施例1一种水性含氟丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：S1、将60重量份的异丙醇加入到反应容器中，将50重量份丙烯酸六氟丁酯、5重量份丙烯酸、5重量份甲基丙烯酸缩水甘油醚、24重量份甲基丙烯酸甲酯、16重量份丙烯酸丁酯、1.0重量份偶氮二异丁腈、40重量份异丙醇混合均匀，在搅拌下加入反应容器中，75℃反应5小时；S2、再加入2重量份氢氧化钠，反应20min，加入400重量份去离子水，经旋转蒸发去除溶剂，得到水性含氟丙烯酸树脂A。
[0022]一种涂料的制备方法：将5重量份水性含氟丙烯酸树脂A、0.2重量份氮丙啶，0.1重量份EFKA
‑
3777流平剂、0.1重量份BYK
‑
088消泡剂、94.6重量份去离子水混合均匀，即得所述涂料。
[0023]实施例2
一种水性含氟丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：S1、将60重量份的异丙醇加入到反应容器中，将50重量份丙烯酸六氟丁酯、5重量份丙烯酸、5重量份甲基丙烯酸羟乙酯、20重量份甲基丙烯酸甲酯、10重量份丙烯酸丁酯、1.0重量份偶氮二异丁腈、40重量份异丙醇混合均匀，在搅拌下加入反应容器中，75℃反应5小时；S2、再加入2重量份氢氧化钠，反应20min，加入400重量份去离子水，经旋转蒸发去除溶剂，得到水性含氟丙烯酸树脂B。
[0024]一种涂料的制备方法：将5重量份水性含氟丙烯酸树脂B、0.2重量份氮丙啶，0.1重量份EFKA
‑
3777流平剂、0.1重量份BYK
‑
088消泡剂、94.6重量份去离子水混合均匀，即得所述涂料。
[0025]实施例3一种水性含氟丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：S1、将60重量份的丁酮加入到反应容器中，将60重量份丙烯酸十三氟辛酯、5重量份丙烯酸、5重量份甲基丙烯酸羟乙酯、20重量份甲基丙烯酸甲酯、10重量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性含氟丙烯酸树脂，其特征在于，按重量份计，包括：20~80份含氟单体、4~20份阴离子单体、10~50份非氟单体、0.1~2份引发剂、1~12份中和剂。2.根据权利要求1所述的水性含氟丙烯酸树脂，其特征在于，所述水性含氟丙烯酸树脂按重量份计，包括：30~80份含氟单体、5~20份阴离子单体、15~50份非氟单体、0.1~1.5份引发剂、1~10份中和剂。3.根据权利要求1所述的水性含氟丙烯酸树脂，其特征在于，所述含氟单体的结构式为CH2=CRCOOCH2CH2（CF2）
n
F，其中R为CH3或H，n=1~6。4.根据权利要求1所述的水性含氟丙烯酸树脂，其特征在于，所述阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、乙烯基磺酸、乙烯基磺酸盐、氨基丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯铵盐中的至少一种。5.根据权利要求1所述的水性含氟丙烯酸树脂，其特征在于，所述非氟单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚、N
‑
羟甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明晶，李冠荣，沈丽香，孔婉仪，黄艳轶，
申请(专利权)人：清远慧谷新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：