一種含磺酸基團氟碳乳液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于精細化學品領域，涉及一種乳液及其制備方法，具體涉及一種含磺酸 基團氟碳乳液的制備方法。
【背景技術】
[0002] 氟碳涂料因其優異的物化特性得到廣泛關注，其中使用的氟碳乳液主要是羧酸型 氟碳丙烯酸酯乳液。因氟碳涂料體系中需要添加多種顏填料、助劑，體系存在配伍性較差、 最終影響涂料的使用性能。另外，氟碳乳液還存在乳化劑"迀移"、進而影響涂膜性能以及乳 液穩定性較差等問題。

【發明內容】

[0003] 為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種含磺酸基團氟碳乳液 的制備方法，該方法操作簡單、節約資源、綠色環保，經該方法制得的非離子型含氟乳液性 能穩定、優良。
[0004] 本發明是通過以下技術方案來實現：
[0005] -種含磺酸基團氟碳乳液的制備方法，包括以下步驟：
[0006] 1)取原料含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙稀、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、含磺 酸基團的氟碳乳化劑、引發劑及水；
[0007] 其中，含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸均為聚 合單體，且含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的摩爾比為 (0. 2-1. 0) ：1. 0 ：1. 0 ：(0. 02-0. 2)；
[0008] 含磺酸基團的氟碳乳化劑占聚合單體總質量的0. 5 %~5 %;引發劑占聚合單體總 質量的0. 1 %~2% ;水占聚合單體總質量的200%~300% ;
[0009] 2)將含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙稀、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、氟碳乳 化劑、引發劑及部分水混合后，高速剪切處理30min，得到預乳化液；部分水占水總質量的 70% ；
[0010] 3)取預乳化液總質量5%的預乳化液和剩余部分的水，攪拌下升溫至50~80°C 后，保溫30min，然后滴加剩余的預乳化液，反應5~25h，冷卻至室溫，制得含磺酸基團氟碳 乳液。
[0011] 所述含磺酸基團的氟碳乳化劑的制備方法如下：
[0012] 首先，將馬來酸酐與烯丙基聚醚按摩爾比1:1酯化反應；
[0013] 然后，再與含氟醇按摩爾比1:1進行酯化反應，得到酯化產物結構如下：
[0015] 其中，&為 C 4H3F60、C5H3F s0、C6H4F9O 或 C7H3F12O, η 為大于 2 的整數；
[0016] 最后，將制得的酯化產物與亞硫酸氫鈉按摩爾比1:2進行反應，得到含磺酸基團 的氟碳乳化劑。
[0017] 所述稀丙基聚醚的相對分子量為2000。
[0018] 所述稀丙基聚醚為2, 2, 3, 4, 4, 4-六氟-1- 丁醇、2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5-八氟-1-戊 醇、1Η, 1Η, 2Η, 2Η-九氣-1-己醇或1Η, 1Η, 7Η-十二氣-1-庚醇。
[0019] 所述引發劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。
[0020] 采用上述公開的方法制得的含磺酸基團氟碳乳液
[0021] 與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：
[0022] 本發明公開的一種含磺酸基團氟碳乳液的制備方法，首先，選用了含磺酸基團的 反應性氟碳乳化劑，磺酸基對Ca 2+、Mg2+或其它重金屬離子具有良好的配伍性，通過磺酸基 團的引入及含氟醇鏈段的長短不同，改變氟碳表面活性劑的表面行為，得到穩定性優良的 陰離子型含氟乳液。其次，以水作為分散介質，不含有機溶劑，節約資源，綠色環保；最后，部 分磺化使乳化劑具有反應性，還可解決乳膠膜中乳化劑"迀移"問題。
[0023] 經本發明方法制得的含磺酸基團氟碳乳液不含有機溶劑，穩定性優良，符合環保 要求。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而 不是限定。
[0025] 本發明采用的技術方案是：
[0026] -種含磺酸基團氟碳乳液，由以下原料組成：含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、 2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乳化劑、引發劑及水。
[0027] 其中，聚合單體含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 的摩爾比為0.2-1. 0 : 1.0 : 1.0 : 0.02-0. 2;乳化劑占聚合單體總質量的0.5%~5%; 引發劑占聚合單體總質量的〇. 1 %~2% ;水占聚合單體總質量的200%~300%。
[0028] 所述乳化劑為：馬來酸酐與烯丙基聚醚（相對分子質量=2000)以摩爾比1:1 酯化后，再與含氟醇（2, 2, 3, 4, 4, 4-六氟-1- 丁醇、2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5-八氟-1-戊醇、 1H，1H，2H，2H-九氟-1-己醇、1H，1H，7H-十二氟-1-庚醇中的一種）以摩爾比1:1酯化，所 得產物分子結構如下：
[0030]其中：-Rf為：-C 4H3F60、-C5H3F 8O' -C6H4F9O' -C7H3F12O 中的一種。
[0031 ] 將以上酯化產物以摩爾比1:2與亞硫酸氫鈉反應得到0 <磺化率< 100 %的含磺 酸基團的氟碳乳化劑。
[0032] 所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種。
[0033] -種含磺酸基團氟碳乳液的制備方法，包括以下步驟：
[0034] 1)取原料：含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙稀、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乳化 劑、引發劑及水。
[0035] 其中，聚合單體含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 的摩爾比為0.2-1. 0 : 1.0 : 1.0 : 0.02-0. 2;乳化劑占聚合單體總質量的0.5%~5%; 引發劑占聚合單體總質量的〇. 1 %~2% ;水占聚合單體總質量的200%~300%。
[0036] 2)將上述所有種類原料（其中：水添加70 %、余下30 %備用）、加入容器中高速剪 切30分鐘，得到預乳化液。
[0037] 3)在帶攪拌器、冷凝器和滴液漏斗的干燥三口燒瓶中加入余下的30%水和5%的 預乳化液，攪拌下升溫至50°C -80°C，開始保溫；保溫30分鐘后開始滴加剩余的預乳化液， 反應5h-25h，冷卻至室溫出料，制得含磺酸基團氟碳乳液。
[0038] 所述乳化劑為：馬來酸酐與烯丙基聚醚（相對分子質量=2000)以摩爾比1:1 酯化后，再與含氟醇（2, 2, 3, 4, 4, 4-六氟-1- 丁醇、2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5-八氟-1-戊醇、 1H，1H，2H，2H-九氟-1-己醇、1H，1H，7H-十二氟-1-庚醇中的一種）以摩爾比1:1酯化，所 得產物以摩爾比1:2與亞硫酸氫鈉反應得到0 <磺化率< 100 %的含磺酸基團的氟碳乳化 劑。
[0039] 所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種。
[0040] 實施例1
[0041] -種含磺酸基團氟碳乳液的制備方法，其原料組分及用量如下：
[0042] 含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、乳化劑（磺化率 為：80%，-R f為：-C4H3F60)、過硫酸銨及水；其中：含氟丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、苯乙稀、2-丙 烯酰胺-2-甲基丙磺酸的摩爾比為0.8 : 1.0 : 1.0 : 0.04;乳化劑（磺化率為：80%，-Rf 為：-C4H3F60)占聚合單體總質量的1. 9% ;過硫酸銨占聚合單體總質量的0. 7% ;