[发明专利]一种含氟丙烯酸酯共聚物阳离子乳液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于精细化工领域，具体涉及一种含氟丙烯酸酯共聚物阳离子乳液及其制备方法和应用。

背景技术

全氟丙烯酸酯类聚合物具有优异的疏水、疏油、抗污性及在强酸、强碱、高温、高辐射等环境中具高度稳定性。但是含氟单体的价格昂贵，全氟丙烯酸酯均聚物成本太高，很难广泛应用。且单独地使用全氟丙烯酸酯时，其成膜性差，与纤维结合力弱。而聚丙烯酸酯类或聚甲基丙烯酸酯类价格便宜，具有良好的成膜性、附着力和聚合物干膜柔韧性可调，选择长碳链的丙烯酸酯也具有较好地疏水疏油性。另外，聚1，1-二氯乙烯(也称聚偏氯乙烯)是当今世界上流行的三大高阻隔性聚合物材料之一，偏氯乙烯单体价格较含氟丙烯酸酯和丙烯酸酯类单体更便宜，且具有优良的阻氧、阻水、阻CO₂性以及耐油、耐化学品等性能。

近年来，随着人们环保意识的增强，对环境污染小的含氟丙烯酸酯聚合物乳液成为研究的热点。利用含氟化合物的优越性能制备用于织物的拒水拒油整理剂的专利文献多有报道。CN1493601公开了一种水乳型含氟拒水拒油剂及其制备方法，水乳型含氟拒水拒油剂为单体、乳化剂及水经超声波技术预乳化，然后在引发剂下引发聚合而获得的含氟共聚物在水介质中的乳液。CN101435159公开了一种阳离子型水性全氟聚氨酯纺织整理剂及其制备方法，首先由多氰酸酯、多元醇、亲水性单体扩链剂制备亲水基的叔胺型聚氨酯预聚物，然后以全氟烷基醇作为封端剂制备全氟烷基封端聚氨酯，最后加入碳酸二甲酯、乙二酸二甲酯等离子化试剂及盐酸、冰醋酸酸化剂制备全氟烷基封端型阳离子水性聚氨酯。本发明与其最大的区别是采用了核壳乳液聚合，使含氟丙烯酸酯富集在乳胶粒表面，充分发挥其优越性能。合成内软外硬的核壳型乳液，可进一步提高耐污性。池卫波等人采用常规乳液聚合，以BA、MMA、丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸硬脂醇酯为单体，在阳/非离子的复合乳化剂下合成了可用于织物整理剂的阳离子乳液【池卫波，郑来久.阳离子型含氟聚丙烯酸酯乳液的合成与应用.大连轻工业学院学报，2006，(02)】。

现有技术中，少有将全氟烷基丙烯酸酯、丙烯酸酯类、偏氯乙烯三者的优点结合起来，使三者的长处都能得以发挥的含氟丙烯酸酯共聚物的阳离子乳液。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含氟丙烯酸酯共聚物的阳离子乳液，所述含氟丙烯酸酯共聚物的阳离子乳液采用核壳乳液聚合，全氟丙烯酸酯富集在乳胶粒表面，充分发挥其优越性能；所述核壳乳液还具有内软外硬的性质，耐污性能得到进一步的提高。

本发明的另一目的在于提供所述含氟丙烯酸酯共聚物阳离子乳液的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述含氟丙烯酸酯共聚物阳离子乳液的应用。

本发明的上述目的通过如下方案予以实现：

一种含氟丙烯酸酯共聚物阳离子乳液，由反应单体A、乳化剂B、引发剂C及去离子水D组成：

其中，反应单体A按如下重量百分数计算的组分组成：

A1：        1，1-二氯乙烯          10～90％；

A2：        含氟烷基丙烯酸酯       1～60％；

A3：        含碳碳双键的反应单体   0～80％；

A4：    长碳链丙烯酸酯类单体    5～50％；

A5：    交联单体                0.5～2％；

所述乳化剂B的重量为反应单体A总重量的0.5～5％；引发剂C的重量为反应单体A总重量的0.1～0.6％；去离子水D的重量为反应单体A总重量的70～300％；

所述含碳碳双键的反应单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯中的一种或几种的混合物；

所述含氟丙烯酸酯共聚物阳离子乳液的制备方法为：

(1)将上述配方中占组分A1质量18～28％的组分A1、占组分A3质量0～70％的组分A3、占组分A4质量20～50％的组分A4、占组分A5质量35～75％的组分A5、占乳化剂B质量20～40％的组分B和占组分D质量25～45％的组分D，在室温下以500～600rpm的转速搅拌30±5分钟，得到核层预乳液；

(2)将组分A2与余下的组分A1、A3、A4、A5、B以及占组分D总质量28～35％的组分D，在室温下以500～600rpm的转速搅拌30±5分钟，得到壳层预乳液；