含氟聚合物乳液的制備及其在涂料中的應(yīng)用.pdf

1、含氟丙烯酸酯類聚合物憑借其側(cè)鏈的氟烷基結(jié)構(gòu)，具有耐候耐久、低表面能等特點(diǎn)。含氟丙烯酸酯類聚合物乳液以水為介質(zhì)，對環(huán)境無污染，已廣泛應(yīng)用于涂料、織物整理劑等領(lǐng)域。由于含氟單體價(jià)格昂貴，均聚物室溫成膜性差等缺點(diǎn)，通常會引入一種或幾種不含氟單體與含氟單體進(jìn)行共聚，以此來獲得性能優(yōu)良、價(jià)格合適的含氟共聚物產(chǎn)品。這對含氟材料的推廣有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　甲基丙烯酸三氟乙酯均聚物具有拒水拒油、耐紫外、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但其較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫

2、度（Tg:82℃）導(dǎo)致其無法室溫成膜，不適用作水性涂料。本文采用十二烷基硫酸鈉(SDS)/烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)陰/非離子型復(fù)合乳化劑，KPS為引發(fā)劑，采用傳統(tǒng)乳液聚合的方法，通過半連續(xù)加料方式制備了儲存穩(wěn)定、性能優(yōu)良的甲基丙烯酸三氟乙酯/丙烯酸丁酯/丙烯酸（TFEMA/BA/AA）三元共聚物乳液。主要討論了反應(yīng)溫度、引發(fā)劑用量、乳化劑用量及陰/非離子型乳化劑比例、含氟單體的用量、功能單體等因素對聚合反應(yīng)、乳膠粒徑和乳膠膜性能的

3、影響。并通過激光散射粒度分析、傅立葉紅外光譜(FT-IR)、核磁光譜(NMR)、差熱掃描量熱分析(DSC)、掃描電子顯微鏡(SEM)、接觸角等手段分別對產(chǎn)物進(jìn)行了測試和表征。
　　發(fā)現(xiàn):反應(yīng)溫度和引發(fā)劑用量對反應(yīng)轉(zhuǎn)化率影響較大，一定范圍內(nèi)，隨著反應(yīng)溫度的升高和引發(fā)劑用量的增加，聚合反應(yīng)的最終轉(zhuǎn)化率明顯增大;乳化劑用量及陰/非離子型乳化劑比例對乳膠粒徑及乳液穩(wěn)定性影響較大，乳化劑用量增加，乳膠粒徑減小;含氟單體所占比例對乳液成膜性及

4、乳膠膜水接觸角有明顯影響，隨著含氟單體用量的減少，乳液室溫下可成連續(xù)的膜，但水接觸角有所減小;功能單體AA的加入則對乳膠膜接觸角、吸水率及硬度都有著顯著的影響，AA的加入明顯增強(qiáng)了膜的親水性和硬度。
　　本文中得出乳液的最佳聚合條件為:聚合溫度70-75℃，KPS用量0.5wt％，乳化劑用量2.5wt％, SDS(wt％)∶OP-10（wt％）=4∶1，TFEMA∶BA=6∶4，AA用量2.5wt％。在此條件下制得的乳液穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化

5、率均在92％以上且乳膠粒均在65-80nm之間;可室溫成膜，乳膠膜接觸角大于90°且鉛筆硬度5H，適合用作水性氟涂料的制備。
　　迄今為止發(fā)現(xiàn)的成膜聚合物中氟樹脂具有最優(yōu)的耐候性、耐久性。用其配制的涂料，也同樣具有十分優(yōu)異的機(jī)械性能、耐候耐久性、耐化學(xué)品性等。近年來，隨著現(xiàn)代氟碳化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，社會環(huán)保意識的增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)強(qiáng)化，VOC含量低的水性氟涂料逐漸成為研發(fā)熱點(diǎn)和趨勢。本文將自制的含氟丙烯酸酯乳液用于制備水性涂料并與用日

6、本大金氟烯烴乳液（ZEFFLE SE-310）制備的水性氟涂料做了性能對比。根據(jù)測試結(jié)果可以得出:用自制的TFEMA/BA/AA/三元共聚乳液制備的水性氟涂料付合國家建筑用水性氟涂料標(biāo)準(zhǔn)要求。大金乳液最低成膜溫度高，需加入較大量的成膜助劑方可室溫成膜。成膜助劑氣味大，價(jià)格高，增加了環(huán)境壓力和成本。而自制的含氟丙烯酸酯乳液涂料，不僅可以室溫成膜而且相對于大金乳液涂料對底材親和力較大，成本較低。
　　另外用日本大金乳液探究了含氟乳液在