一種含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液及其制備方法，本發(fā)明專利技術(shù)將環(huán)氧基團(tuán)及氟硅同時(shí)引入丙烯酸酯乳液中進(jìn)行改性。而且本發(fā)明專利技術(shù)采用半連續(xù)法的半饑餓態(tài)，使聚合體系穩(wěn)定性高，可以提高生產(chǎn)效率，并且單體延遲滴加和硅烷水解抑制劑的使用也減少了凝膠量，提高了聚合穩(wěn)定性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于丙烯酸酯改性領(lǐng)域，具體涉及一種采用乳液聚合法制備含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液及其制備方法，該含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液可作為環(huán)氧樹脂用的防水防油處理劑。
技術(shù)介紹
聚丙烯酸酯類乳液具有優(yōu)異的透明性、成膜性、耐油性、耐候性、機(jī)械穩(wěn)定性和粘附性，且原料來源豐富，成本較低，被廣泛應(yīng)用于涂料、紡織、皮革、造紙、粘合劑等領(lǐng)域。但其耐沾污性、拒水性不夠理想，耐寒性、耐熱性較差，易發(fā)生“熱粘冷脆”現(xiàn)象，使其進(jìn)一步應(yīng)用受到限制。有機(jī)硅組分S1-ο鍵能大、表面能低、分子鏈柔性大，而有機(jī)氟組分把C-H鍵的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)镃-F鍵的形式，使之既具有憎水又憎油的特性，加之將環(huán)氧基團(tuán)通過乳液聚合改性丙烯酸酯，能提高聚合物耐熱及防水性，目前，有機(jī)氟硅改性丙烯酸酯的制備與應(yīng)用方面已取得重大進(jìn)步。3-縮水甘油醚氧基丙基甲基三甲氧基硅烷(SCA-403)是常用的環(huán)氧烴基硅烷偶聯(lián)劑，其中的環(huán)氧基團(tuán)可通過反應(yīng)進(jìn)入丙烯酸酯乳液中對其進(jìn)行改性，將其噴涂于大、中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片上進(jìn)行應(yīng)用，其原因是由于風(fēng)葉外層的環(huán)氧樹脂與水之間有較好的親和性，雨水與水霧在其表面易形成膜狀，如遇冷空氣極易在風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片表面掛冰，折毀風(fēng)電設(shè)備。噴涂上含氟硅的乳液之后可使雨水與水霧在其表面從膜狀冷凝變?yōu)榈螤罾淠瑥亩癸L(fēng)葉不再掛冰積雨雪，增加風(fēng)電設(shè)備的使用壽命。將F、Si和環(huán)氧基團(tuán)綜合起來對丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性可以從很多方面提高丙烯酸酯乳液的性能，環(huán)氧基團(tuán)與環(huán)氧樹脂起反應(yīng)增加涂料與樹脂的結(jié)合力，氟原子由于極低的表面能，成膜時(shí)一般排列在材料表面起憎水又憎油的作用。現(xiàn)有技術(shù)中，含氟硅丙烯酸酯乳液的制備方法有以下幾種:I)專利號為201010508740.8的中國專利技術(shù)公開了本專利技術(shù)公開了一種有機(jī)硅改性環(huán)氧丙烯酸酯水分散體及其制 備方法。該方法是先用聚醚型環(huán)氧稀釋劑與環(huán)氧樹脂進(jìn)行復(fù)配，再和丙烯酸單體反應(yīng)得到低粘度環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物；然后用順丁烯二酸酐對其進(jìn)行接枝改性，在分子鏈上引入親水基團(tuán)；最后將小分子氨基硅油和有機(jī)堿復(fù)配制成中和劑，對體系進(jìn)行中和，加水稀釋分散，調(diào)節(jié)固含量和粘度，得到可紫外光固化的有機(jī)硅改性環(huán)氧丙烯酸酯水分散體。該有機(jī)硅改性環(huán)氧丙烯酸酯水分散體具有60%以上的高固含量和1，500 5，500mPa.s的低粘度。經(jīng)紫外光固化后的涂膜具有4H 6H的高硬度，良好的柔韌性和優(yōu)異的耐水性，吸水率低至5.0%以下，可應(yīng)用于家具、建筑、家用電器、造紙印刷等領(lǐng)域，但很難用于室外的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上，其原因是沒有起憎水又憎油的作用氟基團(tuán)。2)專利號為200510101356.5的中國專利技術(shù)公開了本專利技術(shù)為一種超耐候、抗污涂料用的氟硅改性丙烯酸酯乳液，涉及一種涂料用樹脂，其目的在于:提供一種有良好耐候性、耐沾污性和環(huán)保的涂料。它含有(甲基)丙烯酸酯、乙烯基硅氧烷和有機(jī)氟單體，用復(fù)合乳化劑、PH緩沖劑使(甲基)丙烯酸、乙烯基硅烷乳化；用引發(fā)劑引發(fā)單體聚合，生成樹脂乳液。本專利技術(shù)具有超低的表面能、附著力好、透明性、保光性好。能明顯提高樹脂的耐候性、耐污性。因而具有好的化學(xué)穩(wěn)、機(jī)械穩(wěn)定性和良好加工性能。同樣也很難用于室外的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上，其原因是分子結(jié)構(gòu)中沒有與環(huán)氧樹脂起反應(yīng)性結(jié)合的環(huán)氧基團(tuán)。這兩個(gè)專利技術(shù)一個(gè)是含硅及環(huán)氧基團(tuán)的改性丙烯酸酯乳液，一個(gè)是含氟及硅的改性丙烯酸酯乳液，它們都有一定的用途但其應(yīng)用也有局限性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中丙烯酸酯乳液具有局限性的問題，將環(huán)氧基團(tuán)及氟硅同時(shí)引入丙烯酸酯乳液中進(jìn)行改性，提供一種含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液。了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是:一種含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式:本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式：其中，R1選自硬單體或軟單體，R2選自硬單體或軟單體且a，b，c，n為鏈段的重復(fù)數(shù)，均為10～50的整數(shù)，數(shù)均分子量為7000～10000g/mol。FDA00002776244000011.jpg

【技術(shù)特征摘要】
1.一種含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu)式:2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液，其特征在于，其中，硬單體包括:甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯； 軟單體包括:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液，其特征在于，Rl選自硬單體，R2選自軟單體。4.一種含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟: 1)取丙烯酸酯單體、乙烯基硅氧烷質(zhì)量比為(30-50): (2-2.5)，將丙烯酸酯單體、乙烯基硅氧烷、復(fù)合乳化劑、引發(fā)劑、PH調(diào)節(jié)劑和蒸餾水，混合后進(jìn)行預(yù)乳化，得預(yù)乳化液； 2)采用半連續(xù)法的半饑餓工藝，取部分預(yù)乳化液，在惰性氣體氣氛中攪拌，在溫度T1下加熱，將剩余預(yù)乳化液與三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷和環(huán)氧烴基硅氧烷高速剪切后滴加進(jìn)反應(yīng)體系，然后在溫度T2下加熱；滴加過程中加入一定量的硅烷水解抑制劑，抑制硅烷偶聯(lián)劑的水解； 3)在攪拌下降至室溫，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)至中性然后用200目濾網(wǎng)過濾乳液，得到含環(huán)氧基團(tuán)的氟硅改性丙烯酸酯乳液。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中， 丙烯酸酯單體選自兩種軟單體的混合物或兩種硬單體的混合物或一種軟單體和一種硬單體的混合物， 其中，軟單體包括:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯； 硬單體包括:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中， 復(fù)合乳化劑選自:非離子表面活性劑、含氟陰離子或非離子表面活性劑或二者混合物； 所述引發(fā)劑選自:過硫酸鉀...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝洪德，許琳，胡軍，翟銀楓，
申請(專利權(quán))人：蘇州大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：