一种低泡无皂有机氟乳液及其制备方法技术

本发明专利技术属于化学化工领域，公开一种低泡无皂有机氟乳液及其制备方法，该乳液采用具有结晶性侧链的疏水性烯类单体与含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体发生共聚反应后得到的水溶性聚合物大分子作为乳化剂，与共聚单体进行乳液聚合，合成低泡无皂有机氟乳液。本发明专利技术自制水溶性聚合物大分子乳化剂，同时通过调节主体聚合物的组成，制备出不含小分子自由乳化剂，起泡低，可室温成膜且表面不发粘的低泡无皂有机氟乳液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学化工领域，涉及ー种低泡无皂有机氟乳液及其制备方法。
技术介绍
含氟乳液由于氟原子独特的表面特性，已被广泛用于水泥、石材、织物、金属等的表面防护。在目前的含氟乳液制备中，主要通过乳液聚合法，在表面活性剂的作用下，将不溶于水的反应单体分散到水中进行聚合反应而得到。由于含氟単体比普通丙烯酸酯类单体疏水性强、密度大，为了得到稳定性符合要求的乳液，需要使用大量的乳化剤。在实际使用时，过多的乳化剂会产生大量泡沫，导致施工困难，形成的乳胶膜不均匀，有气泡及针孔存 在。同时，在乳胶膜形成时，自由乳化剂迁移到膜表面，抵消了氟链段的阻隔性能，在被雨水及腐蚀性液体侵蚀时，乳化剂会首先被破坏，在膜表面形成沟槽及小孔，降低了乳胶膜的连续性和耐久性，使乳胶膜易于被腐蚀。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的首要目的在于提供一种低泡无皂有机氟乳液。本专利技术的另一目的在于提供上述低泡无皂有机氟乳液的制备方法，该方法是采用水溶性聚合物大分子为乳化剤，通过乳液聚合合成低泡无皂有机氟乳液。本专利技术的目的通过以下技术方案实现ー种低泡无皂有机氟乳液，是由质量百分比为1(T15%的乳化剤、4(T70%的水和20^45%的共聚单体发生乳液聚合制备而成，三者质量百分比之和为100%。所述乳化剂为水溶性聚合物大分子，是混合单体发生共聚反应后制备得到的。所述混合単体由具有结晶性长链烷基的疏水性甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯类单体与含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体组成，所述具有结晶性侧链的疏水性烯类单体质量占混合单体质量的10飞0% ;含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体的质量占混合单体质量的50 90%。所述的具有结晶性侧链的疏水性烯类单体为丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体，其酯基的结构简式为-C00R，R为碳原子数为8 22的烷基。所述的具有结晶性侧链的疏水性烯类单体优选甲基丙烯酸二十ニ酷、甲基丙烯酸十八酷、甲基丙烯酸十六酷、甲基丙烯酸十四酷、甲基丙烯酸十二酷、甲基丙烯酸正辛酷、丙烯酸二十ニ酷、丙烯酸十八酷、丙烯酸十六酷、丙烯酸十四酷、丙烯酸十二酯或丙烯酸正辛酯中的ー种以上。所述的含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、ニ甲基丙烯酸、2-卞基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、I-丙烯氧基-2-羟基丙烷磺酸钠、3-烯丙氧基-2-羟基-I-丙烷磺酸钠盐、甲基丙烯酸2-磺酸钠こ基酷、烯丙基聚氧こ烯醚硫酸盐、烷基酚烯丙基聚醚硫酸盐、丙烯酸ニ甲氨基こ酷、丙烯酸ニこ氨基こ酷、甲基丙烯酸ニ甲氨基こ酷、甲基丙烯酸ニこ氨基こ酷、N，N- ニ甲基丙烯酰胺、N，N，N-三甲基-3-[(I-氧代-2-丙烯基)氨基]丙基氯化铵、N-(3-ニ甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰氧こ基三甲基氯化铵中的ー种以上。所述乳化剂的制备方法如下将溶剂升温至8(T85°C后加入引发剂，恒温搅拌l(Tl5min，滴加混合単体，滴加完毕后于8(T85°C保温反应6 8h，减压蒸馏除去溶剂后停止反应，降温至室温后进行中和，出料，得到乳化剤。所述的溶剂为丁酮，用量为混合单体质量的50、0% ；所述引发剂为偶氮ニ异丁腈，用量为混合单体质量的0. 59Tl% ；所述滴加是匀速滴加混合単体，滴加时间为3 5h内；当所述的含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体含有羧基时，所述中和是加入与含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体等摩尔量的氨水进行中和r2小吋， 所述氨水的质量浓度为35%，氨水的摩尔量是氨水中NH4OH的摩尔量；当所述的含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体含有氨基时，所述中和是加入含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体等摩尔量的冰醋酸中和广2小吋。所述共聚单体为含有氟化烷基侧链的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体与烯类単体的混合物，含有氟化烷基侧链的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体与烯类单体的质量比为1:4 3:2。所述的含有氟化烷基侧链的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体为2-(全氟辛基)こ基甲基丙烯酸酷、2-(全氟己基)こ基甲基丙烯酸酷、2-(全氟丁基)こ基甲基丙烯酸酷、2_(全氟辛基)こ基丙烯酸酷、2-(全氟己基)こ基丙烯酸酷、2-(全氟丁基)こ基丙烯酸酷、2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊基甲基丙烯酸酷、2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊基丙烯酸酯中的一种以上。所述的烯类单体为甲基丙烯酸二十ニ酷、甲基丙烯酸十八酷、甲基丙烯酸十六酷、甲基丙烯酸十四酷、甲基丙烯酸十二酷、甲基丙烯酸正辛酷、甲基丙烯酸异辛酷、甲基丙烯酸己酷、甲基丙烯酸正丁酷、甲基丙烯酸叔丁酷、甲基丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸、丙烯酸二十ニ酷、丙烯酸十八酷、丙烯酸十六酷、丙烯酸十四酷、丙烯酸十二酷、丙烯酸正辛酷、丙烯酸异辛酷、丙烯酸己酷、丙烯酸正丁酷、丙烯酸叔丁酷、丙烯酸こ酷、丙烯酸甲酷、丙烯酸、氯こ烯、偏氯こ烯、醋酸こ烯酯、丙烯酰胺、丙烯腈、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟こ酯、丙烯酸羟丙酷、衣康酸、衣康酸酐、马来酸或马来酸酐中的ー种以上。上述低泡无皂有机氟乳液的制备方法包括以下操作步骤将水与乳化剂混合，于75 80°C剪切2(T30min，加入引发剂，继续搅拌5 lOmin，滴加共聚单体，滴加完毕后于8(T85°C保温反应:T5h，降温至室温后出料，得到低泡无皂有机氟乳液。所述引发剂为过硫酸铵，其用量为共聚单体质量的0. 59Tl% ；所述剪切的剪切速度为500 1000转/分；所述滴加是将共聚单体匀速滴加，滴加时间为3 5h。本专利技术的原理是本专利技术通过具有结晶性侧链的疏水性烯类单体与含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体发生共聚反应后得到的共聚物作为乳化剤，其中具有结晶性侧链的疏水性烯类单体是指在单体中除了双键以外，还含有长链烷基，且末端基团为甲基的烯类单体。该类单体在经过聚合反应后，会形成梳形的结构，侧链的烷基紧密有序的排列在一起，当聚合物成膜时，由于亲和特性的差别，疏水的烷基向膜表面迁移，形成稳定坚硬的疏水层，克服了丙烯酸酯类热粘冷脆的缺点，同时通过调节主体聚合物的组成，可根据需要制备出成膜温度低、柔韧而不粘手的薄膜或成膜温度高、高强度坚硬的薄膜。与现有技术对比，本专利技术具有以下优点和有益效果a、不使用常规小分子乳化剤，避免了由于小分子乳化剂起泡而引起的乳胶膜缺陷；b、不使用常规小分子乳化剤，避免了乳液成膜过程中，小分子乳化剂向表面迁移而引起的乳胶膜表面性能下降，以及小分子乳化剂的增塑作用对乳胶膜力学性能的影响。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进ー步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。 本专利技术的低泡无皂有机氟乳液的性能通过以下方式进行测试I、起泡性能取低泡无皂有机氟乳液400mL放入500mL的烧杯中，用高速搅拌机进行搅拌，搅拌速度为4000转/分，搅拌5min，然后静置10s，记录液面升高的高度，记为h，h值越大说明产生的泡沫越多。2、乳液成膜的致密性将低泡无皂有机氟乳液通过刮涂的方式涂敷于IOX IOmm2的透明玻璃片上，膜厚度为0. 5_左右，待膜室温完全干燥后放入偏光显微镜下观察，放大倍数为200倍，观察膜中是否有气泡或针孔存在，若有，则说明膜的致密性不好，反之则致密性较好。下面给出乳化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低泡无皂有机氟乳液，其特征在于：是由质量百分比为10~15%的乳化剂、40~70%的水和20~45%的共聚单体发生乳液聚合制备而成；所述乳化剂是由混合单体发生共聚反应后制备得到的；所述混合单体由具有结晶性侧链的疏水性烯类单体与含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体组成；所述的具有结晶性侧链的疏水性烯类单体为丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体，其酯基的结构简式为？COOR，R为碳原子数为8~22的烷基；所述的含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、二甲基丙烯酸、2？卞基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、2？丙烯酰氨基？2？甲基丙磺酸、1？丙烯氧基？2？羟基丙烷磺酸钠、3？烯丙氧基？2？羟基？1？丙烷磺酸钠盐、甲基丙烯酸2？磺酸钠乙基酯、烯丙基聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基酚烯丙基聚醚硫酸盐、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、N,N？二甲基丙烯酰胺、N,N,N？三甲基？3？[(1？氧代？2？丙烯基)氨基]丙基氯化铵、N？(3？二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种以上。

【技术特征摘要】
1.一种低泡无皂有机氟乳液，其特征在于是由质量百分比为1(T15%的乳化剂、4(T70%的水和2(T45%的共聚单体发生乳液聚合制备而成； 所述乳化剂是由混合单体发生共聚反应后制备得到的；所述混合单体由具有结晶性侧链的疏水性烯类单体与含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体组成； 所述的具有结晶性侧链的疏水性烯类单体为丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体，其酯基的结构简式为-COOR，R为碳原子数为8 22的烷基； 所述的含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、二甲基丙烯酸、2-卞基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、I-丙烯氧基-2-羟基丙烷磺酸钠、3-烯丙氧基-2-羟基-I-丙烷磺酸钠盐、甲基丙烯酸2-磺酸钠乙基酯、烯丙基聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基酚烯丙基聚醚硫酸盐、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、N，N- 二甲基丙烯酰胺、N，N，N-二甲基-3-[ (I-氧代-2-丙烯基)氨基]丙基氯化铵、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种以上。2.根据权利要求I所述的一种低泡无皂有机氟乳液，其特征在于所述的具有结晶性侧链的疏水性烯类单体为甲基丙烯酸二十二酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸二十二酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十四酯、丙烯酸十二酯或丙烯酸正辛酯中的一种以上。3.根据权利要求I所述的一种低泡无皂有机氟乳液，其特征在于所述混合单体中，具有结晶性侧链的疏水性烯类单体质量占混合单体质量的10飞0%，含有可中和基团或离子基团的水溶性烯类单体的质量占50、0%。4.根据权利要求I所述的一种低泡无皂有机氟乳液，其特征在于所述共聚单体为含有氟化烷基侧链的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体与烯类单体按质量比1:4 3:2混合后得到的； 所述的含有氟化烷基侧链的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类单体为2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯、2_(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯、2-(全氟丁基)乙基甲基丙烯酸酯、2_(全氟辛基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基丙烯酸酯、2-(全氟丁基)乙基丙烯酸酯、2，2，3，3，4，4，5，5-八氟戊基甲基丙烯酸酯、2，2，3，3，4，4，5，5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文，
申请(专利权)人：广州市华宇化工有限公司，
类型：发明
国别省市：