本發(fā)明屬于合成樹脂，具體而言，涉及一種適用于卷材的水性氟碳樹脂及其制備方法。

背景技術：

1、低表面能氟碳樹脂是一種特殊的高性能聚合物，它具有非常低的表面能，這主要是由于其分子結構中含有大量的氟原子，低表面能的氟碳樹脂表面能通常遠低于其他類型的聚合物，這使得它們具有優(yōu)異的非粘性、防水和防油性能，氟碳樹脂具有許多獨特的物理化學性質，使其在許多工業(yè)應用中非常有價值。水性氟碳樹脂涂料具有許多優(yōu)異的性能，如耐候性、耐腐蝕性、耐沾污性以及耐高低溫性能等，已成為卷材涂料的常用原料之一。

2、乳液聚合法是制備水性氟碳樹脂最常用的方法之一，表面活性劑則是乳液聚合法制備水性氟碳樹脂的核心組分之一。含氟表面活性劑由于其特殊的結構（含氟原子）、極低的表面張力和耐氧化耐腐蝕等優(yōu)異特性，以及含氟表面活性劑與氟單體的結構相似性以及用量少、表面活性高的特性，使得其在水性氟碳樹脂的合成中能夠獲得較好的乳化效果，從而改善水性氟碳樹脂的應用性能。現有技術中最常用的含氟表面活性劑是以pfoa（全氟辛酸）和genx（2,3,3,3-四氟-2-(七氟丙氧基)丙酸酯）為首的兩類含氟表面活性劑，然而含氟表面活性劑在具有眾多優(yōu)點的同時，還伴隨著降解半衰期長、毒性大的缺陷。因此，有必要研究以非含氟表面活性劑制備綜合性能優(yōu)良水性氟碳樹脂的方法。

技術實現思路

1、為了克服現有技術的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供上述水性氟碳樹脂的制備方法所制備得到的水性氟碳樹脂。

3、本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現：

4、一種適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，所述方法包括如下步驟：

5、（1）在反應釜中加入去離子水、表面活性劑，并控制反應釜內氧含量低于20ppm；

6、（2）反應釜升溫至75-85℃后通入三氟氯乙烯氣體至反應釜內壓力達到3-4mpa；

7、（3）開啟攪拌，向反應釜中加入引發(fā)劑、十一烯酸、環(huán)己基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚和乙烯基正丁醚進行乳液聚合反應，反應期間保持釜內溫度，并持續(xù)通入三氟氯乙烯氣體維持反應釜內壓力；

8、（4）待三氟氯乙烯達到目標總投料量時停止通入三氟氯乙烯，保溫8-12h后冷卻反應釜至室溫，收集乳液產物即為水性氟碳樹脂。

9、優(yōu)選地，所述表面活性劑通過如下步驟制備得到：

10、在氮氣或稀有氣體氛圍中，將丙二酸二乙酯、丙烯酸芐酯和聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯按摩爾比(2-3):1:(1-2)混勻后加熱至70-90℃，隨后加入偶氮類引發(fā)劑進行聚合反應10-12h，反應結束后邊加水邊攪拌直至完全溶解即得到所述表面活性劑。

11、優(yōu)選地，所述方法中，去離子水、三氟氯乙烯、十一烯酸、環(huán)己基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚和乙烯基正丁醚的摩爾用量比為(30-35):5:(1-2):(1-2):(1-2):(1-2)。

12、優(yōu)選地，所述表面活性劑的用量為去離子水、三氟氯乙烯、十一烯酸、環(huán)己基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚和乙烯基正丁醚總質量的6-8wt%。

13、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑的用量為三氟氯乙烯投料量的0.5-1wt%。

14、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為過氧化物類引發(fā)劑。

15、優(yōu)選地，所述過氧化物類引發(fā)劑選自過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化苯甲酰中的任一種。

16、優(yōu)選地，所述偶氮類引發(fā)劑選自偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁腈中的任一種。

17、優(yōu)選地，所述偶氮類引發(fā)劑的用量為丙二酸二乙酯、丙烯酸芐酯和聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯總質量的3-4wt%。

18、上述水性氟碳樹脂的制備方法所制備得到的水性氟碳樹脂。

19、本發(fā)明相對于現有技術具有如下的優(yōu)點及效果：

20、（1）本發(fā)明在三氟氯乙烯樹脂中引入多種非含氟單體，適當增加分子鏈的支化程度，尤其是在分子鏈中引入了多處醚鍵，由于醚鍵的化學穩(wěn)定性較高，能夠抵御酸、堿等腐蝕性物質的侵蝕，故而提升樹脂的耐酸堿性；同時，醚鍵的斷裂能量較高并具有良好的柔韌性，能夠提升樹脂的耐熱性并有助于改善樹脂的柔韌性。

21、（2）本發(fā)明采用疏水性的丙烯酸芐酯和親水性的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯制備特定的表面活性劑，其hlb在15左右，制得的氟碳樹脂制成涂料時更容易潤濕基材表面，提高涂層與基材的附著力；制得的水性氟碳樹脂pdi在3以下，分子量分布較為均勻，有助于形成更均勻的微觀結構，進而提升氟碳樹脂的貯存穩(wěn)定性和力學性能，適用于卷材。

22、（3）本發(fā)明以乳液聚合法制備水性氟碳樹脂時避免了降解半衰期長、毒性大的含氟表面活性劑的使用，更加綠色環(huán)保。

技術特征：

1.一種適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑通過如下步驟制備得到：

3.根據權利要求1所述適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，其特征在于，所述方法中，去離子水、三氟氯乙烯、十一烯酸、環(huán)己基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚和乙烯基正丁醚的摩爾用量比為(30-35):5:(1-2):(1-2):(1-2):(1-2)。

4.根據權利要求1所述適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑的用量為去離子水、三氟氯乙烯、十一烯酸、環(huán)己基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚和乙烯基正丁醚總質量的6-8wt%。

5.根據權利要求1所述適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑的用量為三氟氯乙烯投料量的0.5-1wt%。

6.根據權利要求1所述適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過氧化物類引發(fā)劑。

7.根據權利要求6所述適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，其特征在于，所述過氧化物類引發(fā)劑選自過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化苯甲酰中的任一種。

8.根據權利要求2所述適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，其特征在于，所述偶氮類引發(fā)劑選自偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁腈中的任一種。

9.根據權利要求2所述適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法，其特征在于，所述偶氮類引發(fā)劑的用量為丙二酸二乙酯、丙烯酸芐酯和聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯總質量的3-4wt%。

10.權利要求1-9任一項所述適用于卷材的水性氟碳樹脂的制備方法所制備得到的水性氟碳樹脂。

技術總結
本發(fā)明提供一種適用于卷材的水性氟碳樹脂及其制備方法，在三氟氯乙烯樹脂中引入多種非含氟單體，適當增加分子鏈的支化程度，尤其是在分子鏈中引入了多處醚鍵，由于醚鍵的化學穩(wěn)定性較高，能夠抵御酸、堿等腐蝕性物質的侵蝕，故而提升樹脂的耐酸堿性；同時，醚鍵的斷裂能量較高并具有良好的柔韌性，能夠提升樹脂的耐熱性并有助于改善樹脂的柔韌性。本發(fā)明采用疏水性的丙烯酸芐酯和親水性的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯制備特定的表面活性劑，以乳液聚合法制備水性氟碳樹脂，制得的氟碳樹脂制成涂料涂覆在冷軋板后更容易潤濕基材表面，提高涂層與基材的附著力，且涂層具有優(yōu)良的力學性能，適用于卷材。

技術研發(fā)人員：劉家寬,劉同剛
受保護的技術使用者：深圳市深賽爾股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15