CN103936920A - 一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法 - Google Patents
一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103936920A CN103936920A CN201410181949.6A CN201410181949A CN103936920A CN 103936920 A CN103936920 A CN 103936920A CN 201410181949 A CN201410181949 A CN 201410181949A CN 103936920 A CN103936920 A CN 103936920A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- free emulsion
- monomer
- preparation
- acrylate
- methyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明提供一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法：将阳离子单体、乙烯基单体、全氟烷基(甲基)丙烯酸酯、有机硅单体、交联单体和有机溶剂混合均匀得混合物溶液A；将混合物溶液A和油溶性引发剂混合得到混合物溶液B，将混合物溶液B预乳化后在40-80℃下聚合2-4小时后得到溶液C，加水后直接蒸馏除去有机溶剂，加入水溶性引发剂得混合物，在搅拌下于50-90℃聚合4-7小时得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液，本发明的优点是：乳液防水防油性能好，乳液涂膜柔韧性、透气性好，安全环保。
Description
技术领域
本发明属于高分子化学乳液聚合领域，特别涉及一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法。
背景技术
聚丙烯酸酯乳液的成膜性好、施工性好、涂膜耐碱、保色性好、无污染，现已得到广泛应用。但其耐沾污性、耐候性、耐热性、耐油性等尚不尽如人意，因此对聚丙烯酸酯还需要进一步的优化。含氟聚丙烯酸酯由于分子结构中存在C-F键，氟原子紧密地排列在碳主链的周围，从而能够增加聚合物的拒水性、拒油性、耐沾污性、热稳定性、耐化学溶剂等性能。近年来，含氟聚丙烯酸酯乳液已被广泛的应用于功能涂料、纺织整理、微电子等行业。但从目前的使用情况看，含氟聚丙烯酸酯乳液仍存在成膜透气性和柔韧性差的问题，这对涂层的性能很不利，显著影响了其应用性能。
有机硅化合物属于半无机高分子化合物，Si-O键的键能比C-C键的键能高，赋予涂膜优良的耐热、耐候性、耐老化性，并且键长比C-C长，使硅氧烷链非常柔软，有利于提高涂膜柔韧性，且体系的自由体积大，有利于小分子气体通过，所以其涂膜具有较好的透气性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。
1)将阳离子单体、乙烯基单体、全氟烷基(甲基)丙烯酸酯、有机硅单体、交联单体和低沸点有机溶剂按阳离子单体∶乙烯基单体∶全氟烷基(甲基)丙烯酸酯∶有机硅单体∶交联单体∶低沸点有机溶剂的质量比为(0.2-0.5)∶(0.9-1.5)∶1∶(0.1-0.2)∶(0.01-0.03)∶(0.3-1.2)的比例混合均匀得混合物溶液A；
2)将混合物溶液A和油溶性引发剂按全氟烷基(甲基)丙烯酸酯∶油溶性引发剂的质量比为1∶0.005-0.02的比例混合均匀得到混合物溶液B，将混合物溶液B在40-80℃下聚合2-4小时得到溶液C，然后边搅拌边向溶液C中添加水，溶液C和水的质量比为1∶2.5-4，加水后蒸馏除去有机溶剂得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物；
3)向阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物中加入水溶性引发剂，然后在搅拌下于50-90℃聚合4-7小时得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液，水溶性引发剂与全氟烷基(甲基)丙烯酸酯的质量比为0.01-0.05∶1。
所述阳离子单体为季铵盐型阳离子单体，可以为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
所述乙烯基单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯或甲基丙烯酸己酯。
所述全氟烷基(甲基)丙烯酸酯的分子式为CH2＝(R)C(O)CO(CH2)2(CF2)nCF3，式中R为H或CH3，n为1、3、5、7、9、11、13、15或17。
所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
所述交联单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯或甲基丙烯酸羟乙酯。
所述低沸点有机溶剂为丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、正己烷、环己烷或石油醚。
所述油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰。
所述水溶性引发剂为过硫酸盐型引发剂，可以为过硫酸铵或过硫酸钾。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1.乳液防水防油性能好：由于聚丙烯酸酯链段中同时引入了有机氟和有机硅链段，因此大大降低了涂层的表面自由能，使防水防油性能大幅提升。
2.乳液涂膜柔韧性、透气性好：由于聚合物链段中引入了有机硅柔性链段，涂膜附着力好，不容易产生裂纹、剥落现象，涂膜透气性好，应用范围广。
3.安全环保：采用本发明可以完全消除小分子乳化剂和有机溶剂对产品应用性能和环境保护的不利影响，提高了聚合物的表面性能，消除产品中的有机挥发物。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明。
实施例1：
(1)将45g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、92g丙烯酸丁酯、100g全氟烷基甲基丙烯酸酯(CH2＝(R)C(O)CO(CH2)2(CF2)nCF3，式中R为CH3，n为9)、13gγ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、2g丙烯酸羟丙酯和80g丙酮混合均匀制得混合物溶液A；
(2)将混合物溶液A和2g偶氮二异丁腈混合搅拌均匀得到混合物溶液B，混合物溶液B在60℃下聚合2.5小时后得到溶液C；然后边搅拌边在溶液C中添加850g水，搅拌均匀后直接蒸馏(60℃，常压)除去丙酮，得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物；
(3)向阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物中加入1.2g过硫酸铵，然后搅拌下于80℃聚合5小时即可得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液。
实施例2：
(1)将30g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、115g甲基丙烯酸乙酯、100g全氟烷基甲基丙烯酸酯(CH2＝(R)C(O)CO(CH2)2(CF2)nCF3，式中R为CH3，n为5)、18g乙烯基三乙氧基硅烷、1.5g丙烯酸羟乙酯和100g环己烷混合均匀制得混合物溶液A；
(2)将混合物溶液A和0.8g过氧化苯甲酰混合搅拌均匀得到混合物溶液B，混合物溶液B在45℃下聚合4小时后得到溶液C；然后边搅拌边在溶液C中添加1460g水，搅拌均匀后直接蒸馏(82℃，常压)除去环己烷，得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物；
(3)向阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物中加入2.5g过硫酸铵，然后搅拌下于85℃聚合4.5小时即可得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液。
实施例3：
(1)将20g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、130g丙烯酸甲酯、100g全氟烷基丙烯酸酯(CH2＝(R)C(O)CO(CH2)2(CF2)nCF3，式中R为H，n为13)、15gγ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、2.5g丙烯酸羟乙酯和50g乙酸乙酯混合均匀制得混合物溶液A；
(2)将混合物溶液A和0.6g偶氮二异丁腈混合搅拌均匀得到混合物溶液B，混合物溶液B在50℃下聚合3.5小时后得到溶液C；然后边搅拌边在溶液C中添加800g水，搅拌均匀后直接蒸馏(80℃，常压)除去乙酸乙酯，得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物；
(3)向阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物中加入4g过硫酸钾，然后搅拌下于65℃聚合6小时即可得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液。
实施例4：
(1)将50g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、120g甲基丙烯酸己酯、100g全氟烷基丙烯酸酯(CH2＝(R)C(O)CO(CH2)2(CF2)nCF3，式中R为H，n为15)、10g乙烯基三乙氧基硅烷、1.5g丙烯酸羟丁酯和60g四氢呋喃混合均匀制得混合物溶液A；
(2)将混合物溶液A和0.6g偶氮二异庚腈混合搅拌均匀得到混合物溶液B，混合物溶液B在78℃下聚合2小时后得到溶液C；然后边搅拌边在溶液C中添加1050g水，搅拌均匀后直接蒸馏(70℃，常压)除去四氢呋喃，得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物；
(3)向阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物中加入3.2g过硫酸钾，然后搅拌下于55℃聚合7小时即可得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液。
实施例1-4制备的无皂乳液成膜具体性能检测：
测试方法：防水、防油性能采用静滴法分别通过JC2000A接触角测定仪(上海中晨公司)测量膜(成膜方法：常温下干燥，流延成膜)的水和二碘甲烷静态接触角；柔韧性采用漆膜柔韧性测定仪(中村光学仪器厂)按GB1731-1993测试，以不引起漆膜破坏的最小轴棒直径表示柔韧性，分为1-7级；透气性采用LFY-216S塑料薄膜透湿量测定仪(山东省纺织科学研究院)按照GB/T1037—1988标准《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法-杯式法》测试。
通过实验对1-6号样品的防水性、防油性、柔韧性和透气性进行检测，其中，1-4号分别采用实施例1-4中的阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液，5号采用既不含氟又不含硅的阳离子聚丙烯酯无皂乳液，6号采用含氟但不含硅的阳离子聚丙烯酸酯无皂乳液。具体检测结果如表1所示：
表1
从具体检测结果对比可以看出，实施例1-4中的阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液有较好的防水性和防油性，并且具有更好的柔韧性和透气性。
Claims (9)
1.一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将阳离子单体、乙烯基单体、全氟烷基(甲基)丙烯酸酯、有机硅单体、交联单体和有机溶剂按阳离子单体∶乙烯基单体∶全氟烷基(甲基)丙烯酸酯∶有机硅单体∶交联单体∶有机溶剂的质量比为(0.2-0.5)∶(0.9-1.5)∶1∶(0.1-0.2)∶(0.01-0.03)∶(0.3-1.2)的比例混合均匀得混合物溶液A；
2)将混合物溶液A和油溶性引发剂按全氟烷基(甲基)丙烯酸酯∶油溶性引发剂的质量比为1∶0.005-0.02的比例混合均匀得到混合物溶液B，将混合物溶液B在40-80℃下聚合2-4小时得到溶液C，然后边搅拌边向溶液C中添加水，溶液C和水的质量比为1∶2.5-4，加水后蒸馏除去有机溶剂得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物；
3)向阳离子氟硅聚丙烯酸酯预聚物中加入水溶性引发剂，然后在搅拌下于50-90℃聚合4-7小时得到阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液，水溶性引发剂与全氟烷基(甲基)丙烯酸酯的质量比为0.01-0.05∶1。
2.根据权利要求1所述一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，其特征在于：所述阳离子单体为季铵盐型阳离子单体。
3.根据权利要求1所述一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，其特征在于：所述乙烯基单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯或甲基丙烯酸己酯。
4.根据权利要求1所述一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，其特征在于：所述全氟烷基(甲基)丙烯酸酯的分子式为CH2＝(R)C(O)CO(CH2)2(CF2)nCF3，式中R为H或CH3，n为1、3、5、7、9、11、13、15或17。
5.根据权利要求1所述一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，其特征在于：所述有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，其特征在于：所述交联单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯或甲基丙烯酸羟乙酯。
7.根据权利要求1所述一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、正己烷、环己烷或石油醚。
8.根据权利要求1所述一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，其特征在于：所述油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化苯甲酰。
9.根据权利要求1所述一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法，其特征在于：所述水溶性引发剂为过硫酸盐型引发剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410181949.6A CN103936920A (zh) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | 一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410181949.6A CN103936920A (zh) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | 一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103936920A true CN103936920A (zh) | 2014-07-23 |
Family
ID=51184819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410181949.6A Pending CN103936920A (zh) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | 一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103936920A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104558505A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-29 | 南京夜视丽精细化工有限责任公司 | 反光材料用聚氨酯改性氟化丙烯酸树脂的制备方法 |
| CN115651117A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-01-31 | 河北民族师范学院 | 一种改性聚丙烯酸酯基材料及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002020409A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-01-23 | Asahi Glass Co Ltd | フッ素系共重合体の水性分散液 |
| CN101508755A (zh) * | 2009-03-11 | 2009-08-19 | 陕西科技大学 | 交联型自乳化阳离子全氟共聚物无皂乳液及其制备方法 |
| CN102382236A (zh) * | 2011-08-29 | 2012-03-21 | 华南理工大学 | 一种阳离子型有机硅-丙烯酸酯水分散体及其制备方法 |
-
2014
- 2014-04-30 CN CN201410181949.6A patent/CN103936920A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002020409A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-01-23 | Asahi Glass Co Ltd | フッ素系共重合体の水性分散液 |
| CN101508755A (zh) * | 2009-03-11 | 2009-08-19 | 陕西科技大学 | 交联型自乳化阳离子全氟共聚物无皂乳液及其制备方法 |
| CN102382236A (zh) * | 2011-08-29 | 2012-03-21 | 华南理工大学 | 一种阳离子型有机硅-丙烯酸酯水分散体及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 亢玲娟等: "硅烷改性氟代聚丙烯酸酯乳液的合成及其应用", 《涂料工业》, vol. 41, no. 1, 31 January 2011 (2011-01-31) * |
| 时米超: "有机氟硅改性丙烯酸树脂的合成及其性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 05, 15 May 2010 (2010-05-15) * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104558505A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-04-29 | 南京夜视丽精细化工有限责任公司 | 反光材料用聚氨酯改性氟化丙烯酸树脂的制备方法 |
| CN115651117A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-01-31 | 河北民族师范学院 | 一种改性聚丙烯酸酯基材料及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103012689B (zh) | 有机硅丙烯酸改性水性环氧乳液及其制备方法 | |
| CN110041473B (zh) | 一种硅改性水性丙烯酸乳液及其制备方法与应用 | |
| US8674031B2 (en) | Method of preparing water- and oil-repellent soil-resistant composition | |
| CN102382236B (zh) | 一种阳离子型有机硅-丙烯酸酯水分散体及其制备方法 | |
| CN109750506B (zh) | 有机硅丙烯酸酯复合防水整理剂乳液 | |
| CN103572602A (zh) | 无氟防水剂及制备方法、纺织品 | |
| CN102746449B (zh) | 一种氟硅改性羟基丙烯酸树脂及其制备方法 | |
| CN110627950A (zh) | 一种水性氟改性丙烯酸乳液及其制备方法、应用 | |
| CN109294407B (zh) | 一种水性防腐涂料及其制备方法 | |
| CN109666111B (zh) | 一种纳米SiO2/有机硅改性丙烯酸酯乳液 | |
| US10214641B2 (en) | Aqueous organic silicon fluoro-containing polymer dispersion and method for manufacturing the same | |
| CN105622831A (zh) | 丙烯酸有机硅无皂共聚乳液的制备方法 | |
| CN103382236B (zh) | 一种高有机硅含量的硅-丙乳液及其制备方法 | |
| CN103936920A (zh) | 一种阳离子氟硅聚丙烯酸酯无皂乳液的制备方法 | |
| CN109422850B (zh) | 自交联含氟大分子乳化剂、含所述乳化剂的含氟乳液、其制备及使用方法 | |
| CN103694396B (zh) | 一种高分子含氟橡胶及其制备方法和应用 | |
| CN110872363A (zh) | 可交联含氟大分子乳化剂、含所述乳化剂的含氟乳液、其制备及使用方法 | |
| JP3358872B2 (ja) | プライマー用水性液 | |
| Xu et al. | Synthesis and characterization of cationic fluorinated polyacrylate soap-free latexes with core-shell structure | |
| CN104530891B (zh) | 一种室温交联自分层混凝土防护涂料及其制备方法 | |
| CN113755035A (zh) | 环氧基硅烷改性纳米氧化铝和聚合物水泥基防水涂料 | |
| CN108192455B (zh) | 硅橡胶-氟碳涂料的互穿网络结构聚合物及其制备方法 | |
| CN113372483A (zh) | 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 | |
| CN109400791B (zh) | 硅丙乳液及其制备方法 | |
| JP3473878B2 (ja) | 水系塗料用組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140723 |