[发明专利]一种氟碳化合物的高效乳化方法

说明书

本发明公开了一种氟碳化合物的高效乳化方法，属于精细化工领域。利用含氟溶剂将氟碳化合物和多异氰酸酯或者多元酰氯溶解后，在高速搅拌下滴入溶有氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂（离子型和非离子型乳化剂）复配乳化剂的去离子水里，高速乳化后形成了以水为连续相的含氟水包油型乳液，乳液具备低的表面张力且分散均匀、稳定性好，能够使用在含氟微胶囊、含氟无皂乳液、含氟整理剂等领域。

技术领域

本发明涉及乳化和精细化工技术领域，特别涉及一种氟碳化合物的高效乳化方法。

背景技术

氟元素电负性最大、共价键半径特别小、极化率小，碳氟键（C-F）键能大，由于氟元素具有的特点，使得氟碳聚合物具有许多特殊的性能，主要体现在：耐化学介质性优良、憎水憎油性、低表面能、耐候性优异、耐热性高、抗沾污性强等，因此被广泛地应用于氟橡胶、氟树脂、氟涂料、表面活性剂、润滑剂等等。

因为氟碳化合物惰性极强，所以现有氟碳化合物多呈现为水分散乳液型。目前，国内对含氟乳液的研究也较多，面临的问题主要还是在乳化剂选择方面。现有乳液型含氟乳液多使用普通的无氟类表面活性剂进行乳化，表面活性剂活性低且用量大，含氟单体不能完全的乳化并参与聚合，致使聚合物中氟含量较低，聚合体系不稳定，影响防水效果，使得乳液无法表现出良好的疏水性能，极大地限制了含氟乳液的应用范围。

中国专利CN1927902A采用非离子型乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚和阴离子乳化剂全氟辛酸胺复配作为乳化剂通过乳液聚合反应制得一种水性含氟乳液，其中全氟辛酸胺由于其不易挥发以及不能被生态系统降解的特性，已被环境学家认定为一种持久性环境污染物，许多国家已明令禁止使用全氟辛酸系列衍生物；而非离子型乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚在自然环境中会分解成壬基酚，壬基酚是一种公认的环境激素，它能模拟雌激素，对生物的性发育产生影响，并且干扰生物的内分泌，对生殖系统具有毒性，欧盟各成员国已限制其使用。中国专利CN1861653A避免了采用全氟辛酸胺作乳化剂替换为十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚复配作为乳化剂制得了可交联水性氟树脂。中国专利CN1362422A采用十二烷基硫酸钠、苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚复配制得水性氟树脂。然而，全氟辛酸胺在含氟乳液聚合过程中的作用相当明显，其乳液体系的表面活性和乳液的稳定性均具有较大优势，在未采用全氟辛酸胺作乳化剂的后两者所制得的树脂含氟量与前者有较大差距。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种氟碳化合物的高效乳化方法，采用氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂复配的方法，在高速旋转下将氟碳化合物溶液体系缓慢滴入溶有氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂（离子型乳化剂和非离子型乳化剂）复配乳化剂的去离子水中形成水包油乳液，该方法操作简单、节约资源、绿色环保，经该方法制得的氟碳乳液具备低的表面张力且分散均匀、性能稳定。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氟碳化合物的乳化方法，原料均以质量份数计，具体包括以下步骤：

（1）将多异氰酸酯或者多元酰氯20～50份、含氟溶剂10～30份和氟碳化合物100份置于容器中，适当搅拌使完全溶解；

（2）在反应釜中加入400～700份去离子水，在水中加入离子型乳化剂1～5份、非离子型乳化剂1～10份和氟碳表面活性剂1～10份；

（3）室温下，将（1）中的混合溶液缓慢滴入（2）的反应釜中，并保持2000～8000rpm转速乳化3～15min，形成稳定的水包油乳液。

优选的，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种混合。

优选的，所述多元酰氯为癸二酰氯，苯均三酰氯，对苯二酰氯，对苯二甲酰氯中的一种或几种混合。

优选的，所述含氟溶剂为甲基九氟丁醚，全氟聚醚（PFPE），氢氟烃氟碳溶剂（HFCs），全氟丁基乙基丙基醚，3-全氟丁基丙醇的一种或几种混合。