专利名称：一种氟碳弹性体乳液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用作建筑涂料的有机氟单体改性丙烯酸酯弹性乳液及其制备方法。特别是一种氟碳弹性体乳液及其制备方法。
背景技术：
目前国内外广泛使用的弹性丙烯酸乳液通常采用丙烯酸酯类单体作为主要成份，这种乳液虽然具有很好的低温柔韧性和弹性，但是乳胶膜的耐候性不好，用其制备的弹性外墙涂料的耐沾污性很差，随着时间的推移，都不同程度地出现涂膜网状龟裂或随着墙体水泥砂浆地开裂而出现大小不同地涂膜裂纹，影响了涂料的装饰保护作用。
发明内容
为克服现有技术中，使用的弹性丙烯酸乳液通常采用丙烯酸酯类单体作为主要成份的建筑涂料，带来的不足，本发明的目的在于提供一种氟碳弹性体乳液及其制备方法。利用有机氟树脂中的F-C键具有最大的键能，对热、光稳定，不易受紫外线作用而老化，而且其具有很低的表面张力，具有很好的耐沾污性的特性。有机氟改性丙烯酸酯弹性乳液干膜具有耐温变、低温弹性好、抗回粘、抗沾污、耐水性好、极好的耐候性和抗龟裂性等优点，以满足高性能涂料的要求。该方法是通过共聚反应将有机氟单体接枝于丙烯酸酯的高分子主链上，从而提高了该弹性乳液的耐候性，将(甲基)丙烯酸异冰片酯接枝于丙烯酸酯的高分子主链上从而提高了弹性乳胶膜的耐沾污性和表面硬度以实现发明目的。
本发明的一种氟碳弹性体乳液，主链由下述重复结构单元构成的有机氟改性丙烯酸酯共聚物，其主要化学机理和主链结构单元分子式为 R--有机官能团或有机链本发明的氟碳弹性体乳液的制备方法包括以下步骤1以单体总重量计0.5-2.5％的反应性阴离子表面活性剂和0.25-0.50％的非离子表面活性剂的复合物为乳化剂，以0.1-0.5％的碳酸氢钠为缓冲剂，以水为介质，制备组分一，投入反应器备用；2将以单体总重量计10-30％重量的有机氟单体，以单体总量计5-15％重量的烯属不饱和酸酯单体和以单体总量重量计55-85％重量的烯属丙烯酸酯类单体，及以单体总重量计0.5-2.5％的反应性阴离子表面活性剂和0.25-1.0％的非离子表面活性剂的复合物为乳化剂，以水为介质，在超声波作用下制备单体预乳化液为组分二，备用；3将组分一升温，以单体总重量计0.2-1.0％的水溶性过硫酸盐为引发剂，在60-90℃条件下进行自由基乳液聚合。
4反应结束后，用碱性溶液中和，调节pH值至8-9，经过滤得到。
步骤3所得的乳液聚合产物的玻璃化转变温度为-50--20℃。
含不饱和双键的有机氟单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯或丙烯酸十二氟庚酯，也可为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯或丙烯酸十二氟庚酯的混合物。
烯属不饱和酸酯单体为丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯，也可为丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯的混合物。
烯属丙烯酸酯类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或N-羟甲基丙烯酰胺，也可为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或N-羟甲基丙烯酰胺的混合物。
反应性阴离子表面活性剂选自甲基丙烯酰胺异丙基磺酸钠盐或者甲基丙烯基磺酸钠盐。
非离子表面活性剂选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。
引发剂为常用的水溶性过硫酸盐包括过硫酸铵或者过硫酸钾金属盐。中和用的碱性溶液采用KOH。
具体实施例方式
；下面通过实施例对发明制备方法进一步的阐述。
实施例1在带有冷凝管、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入去离子水150克，甲基丙烯酰胺异丙基磺酸盐3.5克，壬基酚聚氧乙烯醚1.85克，碳酸氢钠0.27克。充分溶解后升温至75-80℃。5分钟后开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，甲基丙烯酸异冰片酯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-羟甲基丙烯酰胺、去离子水50.0克组成的混合物制备的单体预乳化液，同时滴加过硫酸铵1.75克(溶于50.0克去离子水中)的水溶液。2.5-3小时加完，于80℃反应2小时。补加叔丁基过氧化氢0.2克(溶于5克去离子水中)水溶液，30分钟后降温至70℃，滴加吊白块0.2克(溶于5克去离子水中)水溶液，然后再保温1小时。冷却至40℃以下，用KOH调节pH值至8-9，经过滤得带蓝光的有机氟改性丙烯酸酯弹性体乳液。
实施例2在带有冷凝管、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入去离子水150克，甲基丙烯基磺酸盐3.6克，辛基酚聚氧乙烯醚1.8克，碳酸氢钠0.45克。充分溶解后升温至75-80℃。5分钟后开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，丙烯酸异冰片酯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-羟甲基丙烯酰胺、辛基酚聚氧乙烯醚1.5克，甲基丙烯基磺酸钠3.0克，去离子水50.0克组成的混合物制备的单体预乳化液，同时滴加过硫酸铵1.5克(溶于35克去离子水中)的水溶液。2.5-3小时加完，于80℃反应2小时。补加叔丁基过氧化氢0.25克(溶于5克去离子水中)，30分钟后降温至70℃，滴加吊白块0.25克(溶于5克去离子水中)，然后再保温1小时。冷却至40℃以下，用KOH调节pH值至8-9，经过滤得带蓝光的有机氟改性丙烯酸酯弹性体乳液。
实施例3在带有冷凝管、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入去离子水125克，甲基丙烯酰胺异丙基磺酸盐3.59克，脂肪醇聚氧乙烯醚1.915克，碳酸氢钠0.20克。充分溶解后升温至75-80℃。5分钟后开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，甲基丙烯酸异冰片酯22.5克，丙烯酸十二氟庚酯47.5克，N-羟甲基丙烯酰胺3.0克、NP-40 1.5克，辛基酚聚氧乙烯醚1.5克，去离子水51.5克组成的混合物制备的单体预乳化液，同时滴加过硫酸铵1.8克(溶于50克去离子水中)的水溶液。2.5-3小时加完，于80℃反应2小时。补加叔丁基过氧化氢0.2克(溶于5克去离子水中)，30分钟后降温至70℃，滴加吊白块0.2克(溶于5克去离子水中)，然后再保温1小时。冷却至40℃以下，用KOH调节pH值至8-9，经过滤得带蓝光的有机氟改性丙烯酸酯弹性体乳液。
本发明涉及的氟碳弹性体乳液性能指标为
权利要求
1 一种氟碳弹性体乳液，其特征在于氟碳弹性体乳液是一种主链由重复结构单元构成的有机氟改性丙烯酸酯共聚物，主链重复结构单元分子式为
2 一种氟碳弹性体乳液制备方法，包括以下步骤(1)以单体总重量计0.5-2.5％的反应性阴离子表面活性剂和0.25-0.50％的非离子表面活性剂的复合物为乳化剂，以0.1-0.5％的碳酸氢钠为缓冲剂，以水为介质，制备组分一，投入反应器备用；(2)将以单体总重量计10-30％重量的含不饱和双键的有机氟单体，以单体总量计5-15％重量的烯属不饱和酸酯单体和以单体总量重量计55-85％重量的烯属丙烯酸酯类单体，及以单体总重量计0.5-2.5％的反应性阴离子表面活性剂和0.25-1.0％的非离子表面活性剂的复合物为乳化剂，以水为介质，在超声波作用下制备单体预乳化液为组分二，备用；(3)将组分一升温，以单体总重量计0.2-1.0％的水溶性过硫酸盐为引发剂，在60-90℃条件下进行自由基乳液聚合；(4)反应结束后，用碱性溶液中和，调节pH值至8-9，经过滤得到。
3 根据权利要求2所述的一种氟碳弹性体乳液制备方法，其特征在于步骤(3)所得的乳液聚合产物的玻璃化转变温度为-50--20℃。
4 根据权利要求2所述的一种氟碳弹性体乳液制备方法，其特征在于所述的含不饱和双键的有机氟单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯或丙烯酸十二氟庚酯，也可为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯或丙烯酸十二氟庚酯混合物。
5 根据权利要求2所述的一种氟碳弹性体乳液制备方法，其特征在于所述的烯属不饱和酸酯单体为丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯，也可为丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯混合物。
6 根据权利要求2所述的一种氟碳弹性体乳液制备方法，其特征在于所述的烯属丙烯酸酯类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或N-羟甲基丙烯酰胺，也可为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或N-羟甲基丙烯酰胺混合物。
7 根据权利要求2所述的一种氟碳弹性体乳液制备方法，其特征在于所述的反应性阴离子表面活性剂为甲基丙烯酰胺异丙基磺酸钠盐或甲基丙烯基磺酸钠盐。
8 根据权利要求2所述的一种氟碳弹性体乳液制备方法，其特征在于所述的非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。
9 根据权利要求2所述的一种氟碳弹性体乳液制备方法，其特征在于所述的引发剂为水溶性过硫酸盐，中和用的碱性溶液采用KOH。
全文摘要
本发明涉及一种氟碳弹性体乳液及其制备方法，该方法用有机氟单体对丙烯酸酯大分子进行改性，提高了丙烯酸酯类涂料的耐候性、耐水性、附着力、抗沾污和抗龟裂等性能。该乳液所用单体组成为以单体总量计10－30％的有机氟单体，以单体总量计5－15％重量的烯属不饱和酸酯单体和以单体总量重量计55－85％重量的烯属丙烯酸酯类单体。本发明制备的氟碳弹性体乳液不但具有氟碳树脂的优良特性，而且也具有优良的稳定性，贮存期可以达到半年以上。适用于内外墙装饰涂料，也可用于建筑防水材料，密封胶以及屋面的补漏等领域。其优点是混溶性好、常温自干、无毒、无味、柔韧性高、耐水性好、不污染环境的特点。
文档编号C08F2/12GK1800224SQ20051003648
公开日2006年7月12日 申请日期2005年8月15日 优先权日2005年8月15日
发明者高明 申请人:高明