專利名稱：一種氟碳彈性體乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作建筑涂料的有機(jī)氟單體改性丙烯酸酯彈性乳液及其制備方法。特別是一種氟碳彈性體乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的彈性丙烯酸乳液通常采用丙烯酸酯類單體作為主要成份，這種乳液雖然具有很好的低溫柔韌性和彈性，但是乳膠膜的耐候性不好，用其制備的彈性外墻涂料的耐沾污性很差，隨著時(shí)間的推移，都不同程度地出現(xiàn)涂膜網(wǎng)狀龜裂或隨著墻體水泥砂漿地開裂而出現(xiàn)大小不同地涂膜裂紋，影響了涂料的裝飾保護(hù)作用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中，使用的彈性丙烯酸乳液通常采用丙烯酸酯類單體作為主要成份的建筑涂料，帶來的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種氟碳彈性體乳液及其制備方法。利用有機(jī)氟樹脂中的F-C鍵具有最大的鍵能，對(duì)熱、光穩(wěn)定，不易受紫外線作用而老化，而且其具有很低的表面張力，具有很好的耐沾污性的特性。有機(jī)氟改性丙烯酸酯彈性乳液干膜具有耐溫變、低溫彈性好、抗回粘、抗沾污、耐水性好、極好的耐候性和抗龜裂性等優(yōu)點(diǎn)，以滿足高性能涂料的要求。該方法是通過共聚反應(yīng)將有機(jī)氟單體接枝于丙烯酸酯的高分子主鏈上，從而提高了該彈性乳液的耐候性，將(甲基)丙烯酸異冰片酯接枝于丙烯酸酯的高分子主鏈上從而提高了彈性乳膠膜的耐沾污性和表面硬度以實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。
本發(fā)明的一種氟碳彈性體乳液，主鏈由下述重復(fù)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的有機(jī)氟改性丙烯酸酯共聚物，其主要化學(xué)機(jī)理和主鏈結(jié)構(gòu)單元分子式為 R--有機(jī)官能團(tuán)或有機(jī)鏈本發(fā)明的氟碳彈性體乳液的制備方法包括以下步驟1以單體總重量計(jì)0.5-2.5％的反應(yīng)性陰離子表面活性劑和0.25-0.50％的非離子表面活性劑的復(fù)合物為乳化劑，以0.1-0.5％的碳酸氫鈉為緩沖劑，以水為介質(zhì)，制備組分一，投入反應(yīng)器備用；2將以單體總重量計(jì)10-30％重量的有機(jī)氟單體，以單體總量計(jì)5-15％重量的烯屬不飽和酸酯單體和以單體總量重量計(jì)55-85％重量的烯屬丙烯酸酯類單體，及以單體總重量計(jì)0.5-2.5％的反應(yīng)性陰離子表面活性劑和0.25-1.0％的非離子表面活性劑的復(fù)合物為乳化劑，以水為介質(zhì)，在超聲波作用下制備單體預(yù)乳化液為組分二，備用；3將組分一升溫，以單體總重量計(jì)0.2-1.0％的水溶性過硫酸鹽為引發(fā)劑，在60-90℃條件下進(jìn)行自由基乳液聚合。
4反應(yīng)結(jié)束后，用堿性溶液中和，調(diào)節(jié)pH值至8-9，經(jīng)過濾得到。
步驟3所得的乳液聚合產(chǎn)物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-50--20℃。
含不飽和雙鍵的有機(jī)氟單體為丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯或丙烯酸十二氟庚酯，也可為丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯或丙烯酸十二氟庚酯的混合物。
烯屬不飽和酸酯單體為丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸異冰片酯，也可為丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸異冰片酯的混合物。
烯屬丙烯酸酯類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或N-羥甲基丙烯酰胺，也可為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或N-羥甲基丙烯酰胺的混合物。
反應(yīng)性陰離子表面活性劑選自甲基丙烯酰胺異丙基磺酸鈉鹽或者甲基丙烯基磺酸鈉鹽。
非離子表面活性劑選自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚。
引發(fā)劑為常用的水溶性過硫酸鹽包括過硫酸銨或者過硫酸鉀金屬鹽。中和用的堿性溶液采用KOH。
具體實(shí)施例方式
；下面通過實(shí)施例對(duì)發(fā)明制備方法進(jìn)一步的闡述。
實(shí)施例1在帶有冷凝管、滴加裝置、攪拌器、溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入去離子水150克，甲基丙烯酰胺異丙基磺酸鹽3.5克，壬基酚聚氧乙烯醚1.85克，碳酸氫鈉0.27克。充分溶解后升溫至75-80℃。5分鐘后開始滴加由甲基丙烯酸甲酯15.0克，甲基丙烯酸12.5克，丙烯酸丁酯135.0克，甲基丙烯酸異冰片酯27.5克，丙烯酸六氟丁酯47.5克，NP-40 1.5克，壬基酚聚氧乙烯醚1.5克，2.0克N-羥甲基丙烯酰胺、去離子水50.0克組成的混合物制備的單體預(yù)乳化液，同時(shí)滴加過硫酸銨1.75克(溶于50.0克去離子水中)的水溶液。2.5-3小時(shí)加完，于80℃反應(yīng)2小時(shí)。補(bǔ)加叔丁基過氧化氫0.2克(溶于5克去離子水中)水溶液，30分鐘后降溫至70℃，滴加吊白塊0.2克(溶于5克去離子水中)水溶液，然后再保溫1小時(shí)。冷卻至40℃以下，用KOH調(diào)節(jié)pH值至8-9，經(jīng)過濾得帶藍(lán)光的有機(jī)氟改性丙烯酸酯彈性體乳液。
實(shí)施例2在帶有冷凝管、滴加裝置、攪拌器、溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入去離子水150克，甲基丙烯基磺酸鹽3.6克，辛基酚聚氧乙烯醚1.8克，碳酸氫鈉0.45克。充分溶解后升溫至75-80℃。5分鐘后開始滴加由甲基丙烯酸甲酯35克，丙烯酸10.0克，丙烯酸丁酯120克，丙烯酸異冰片酯10.0克，丙烯酸十二氟庚酯15克，丙烯酸六氟丁酯30.0克，4.0克N-羥甲基丙烯酰胺、辛基酚聚氧乙烯醚1.5克，甲基丙烯基磺酸鈉3.0克，去離子水50.0克組成的混合物制備的單體預(yù)乳化液，同時(shí)滴加過硫酸銨1.5克(溶于35克去離子水中)的水溶液。2.5-3小時(shí)加完，于80℃反應(yīng)2小時(shí)。補(bǔ)加叔丁基過氧化氫0.25克(溶于5克去離子水中)，30分鐘后降溫至70℃，滴加吊白塊0.25克(溶于5克去離子水中)，然后再保溫1小時(shí)。冷卻至40℃以下，用KOH調(diào)節(jié)pH值至8-9，經(jīng)過濾得帶藍(lán)光的有機(jī)氟改性丙烯酸酯彈性體乳液。
實(shí)施例3在帶有冷凝管、滴加裝置、攪拌器、溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入去離子水125克，甲基丙烯酰胺異丙基磺酸鹽3.59克，脂肪醇聚氧乙烯醚1.915克，碳酸氫鈉0.20克。充分溶解后升溫至75-80℃。5分鐘后開始滴加由甲基丙烯酸甲酯52.50克，甲基丙烯酸12.67克，丙烯酸丁酯100.0克，甲基丙烯酸異冰片酯22.5克，丙烯酸十二氟庚酯47.5克，N-羥甲基丙烯酰胺3.0克、NP-40 1.5克，辛基酚聚氧乙烯醚1.5克，去離子水51.5克組成的混合物制備的單體預(yù)乳化液，同時(shí)滴加過硫酸銨1.8克(溶于50克去離子水中)的水溶液。2.5-3小時(shí)加完，于80℃反應(yīng)2小時(shí)。補(bǔ)加叔丁基過氧化氫0.2克(溶于5克去離子水中)，30分鐘后降溫至70℃，滴加吊白塊0.2克(溶于5克去離子水中)，然后再保溫1小時(shí)。冷卻至40℃以下，用KOH調(diào)節(jié)pH值至8-9，經(jīng)過濾得帶藍(lán)光的有機(jī)氟改性丙烯酸酯彈性體乳液。
本發(fā)明涉及的氟碳彈性體乳液性能指標(biāo)為


權(quán)利要求
1 一種氟碳彈性體乳液，其特征在于氟碳彈性體乳液是一種主鏈由重復(fù)結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的有機(jī)氟改性丙烯酸酯共聚物，主鏈重復(fù)結(jié)構(gòu)單元分子式為
2 一種氟碳彈性體乳液制備方法，包括以下步驟(1)以單體總重量計(jì)0.5-2.5％的反應(yīng)性陰離子表面活性劑和0.25-0.50％的非離子表面活性劑的復(fù)合物為乳化劑，以0.1-0.5％的碳酸氫鈉為緩沖劑，以水為介質(zhì)，制備組分一，投入反應(yīng)器備用；(2)將以單體總重量計(jì)10-30％重量的含不飽和雙鍵的有機(jī)氟單體，以單體總量計(jì)5-15％重量的烯屬不飽和酸酯單體和以單體總量重量計(jì)55-85％重量的烯屬丙烯酸酯類單體，及以單體總重量計(jì)0.5-2.5％的反應(yīng)性陰離子表面活性劑和0.25-1.0％的非離子表面活性劑的復(fù)合物為乳化劑，以水為介質(zhì)，在超聲波作用下制備單體預(yù)乳化液為組分二，備用；(3)將組分一升溫，以單體總重量計(jì)0.2-1.0％的水溶性過硫酸鹽為引發(fā)劑，在60-90℃條件下進(jìn)行自由基乳液聚合；(4)反應(yīng)結(jié)束后，用堿性溶液中和，調(diào)節(jié)pH值至8-9，經(jīng)過濾得到。
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氟碳彈性體乳液制備方法，其特征在于步驟(3)所得的乳液聚合產(chǎn)物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-50--20℃。
4 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氟碳彈性體乳液制備方法，其特征在于所述的含不飽和雙鍵的有機(jī)氟單體為丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯或丙烯酸十二氟庚酯，也可為丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯或丙烯酸十二氟庚酯混合物。
5 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氟碳彈性體乳液制備方法，其特征在于所述的烯屬不飽和酸酯單體為丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸異冰片酯，也可為丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸異冰片酯混合物。
6 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氟碳彈性體乳液制備方法，其特征在于所述的烯屬丙烯酸酯類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或N-羥甲基丙烯酰胺，也可為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或N-羥甲基丙烯酰胺混合物。
7 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氟碳彈性體乳液制備方法，其特征在于所述的反應(yīng)性陰離子表面活性劑為甲基丙烯酰胺異丙基磺酸鈉鹽或甲基丙烯基磺酸鈉鹽。
8 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氟碳彈性體乳液制備方法，其特征在于所述的非離子表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。
9 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氟碳彈性體乳液制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為水溶性過硫酸鹽，中和用的堿性溶液采用KOH。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氟碳彈性體乳液及其制備方法，該方法用有機(jī)氟單體對(duì)丙烯酸酯大分子進(jìn)行改性，提高了丙烯酸酯類涂料的耐候性、耐水性、附著力、抗沾污和抗龜裂等性能。該乳液所用單體組成為以單體總量計(jì)10－30％的有機(jī)氟單體，以單體總量計(jì)5－15％重量的烯屬不飽和酸酯單體和以單體總量重量計(jì)55－85％重量的烯屬丙烯酸酯類單體。本發(fā)明制備的氟碳彈性體乳液不但具有氟碳樹脂的優(yōu)良特性，而且也具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，貯存期可以達(dá)到半年以上。適用于內(nèi)外墻裝飾涂料，也可用于建筑防水材料，密封膠以及屋面的補(bǔ)漏等領(lǐng)域。其優(yōu)點(diǎn)是混溶性好、常溫自干、無毒、無味、柔韌性高、耐水性好、不污染環(huán)境的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08F2/12GK1800224SQ20051003648
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月15日
發(fā)明者高明 申請(qǐng)人:高明