[发明专利]聚含氟丙烯酸酯/蒙脱土复合乳液的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚含氟丙烯酸酯/蒙脱土复合乳液的制备工艺，属聚合物/层状硅酸盐复合材料的制备领域。

背景技术

聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料已成为聚合物复合材料研究领域的一个重要分支。在PLS复合材料中，层状硅酸盐的添加量只需在5％以下，就可以显著地提高聚合物的力学性能，如弹性模量等。利用蒙脱土的层间可膨胀性及其与有机阳离子的吸附与交换特性，很容易将其由亲水性改为亲油性，从而为制备聚丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料提供了可能性。聚丙烯酸酯乳液具有良好的抗老化性、耐光性、耐候性、耐腐蚀性及价格低廉、合成工艺简单等优点，但它也存在着耐水性差和力学性能不高的缺点，从而限制了其应用范围。因此，聚丙烯酸酯乳液的改性受到人们的高度重视，目前主要有两种方法：一、引入一些功能性单体，制备共聚乳液；二、加入无机纳米粒子材料，制备有机/无机复合乳液，这两种做法可明显提高聚丙烯酸酯乳液的性能。中国专利CN1730732(公开号)，借助超声振荡，通过自由基聚合反应制得了蒙脱土-丙烯酸系浆料，但用有机蒙脱土和丙烯酸六氟丁酯制备聚丙烯酸酯乳液尚未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对聚丙烯酸酯乳胶膜耐水性和力学性能较差的问题，提供一种聚含氟丙烯酸酯/蒙脱土复合乳液的制备工艺。该制备工艺成本较低，聚含氟丙烯酸酯/蒙脱土复合乳液制备成胶膜，胶膜的拉伸强度、断裂伸长率和耐水性显著提高。

为解决本发明提出的技术问题，本发明所采用的技术方案为：聚含氟丙烯酸酯/蒙脱土复合乳液的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)按重量份数为：钠基蒙脱土1份、水50～100份，选取钠基蒙脱土和水，备用；按十六烷基三甲基溴化铵与钠基蒙脱土的重量比为(0.2～0.8)∶1，选取质量浓度为2～5wt％的十六烷基三甲基溴化铵的水溶液，备用；按助插层剂与钠基蒙脱土的重量比为(2～5)∶1，选取助插层剂，备用；

将钠基蒙脱土加入到水中，超声分散，用Na₂CO₃调节pH为9～12值，搅拌静置，得到蒙脱土悬浮液；在70～75℃的反应温度下，在助插层剂存在下，将上述蒙脱土悬浮液加入到十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中，然后反应1～4h，离心、洗涤、干燥、研磨过筛，得到有机蒙脱土；

2)按重量份数为：有机蒙脱土0.25份、单体I 25份、单体II 0.75～2.75份，选取有机蒙脱土、单体I、单体II，备用；将有机蒙脱土、单体I、单体II混合，搅拌静置，形成稳定的分散液；所述的单体I为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸中的一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比；所述的单体II为丙烯酸六氟丁酯；

按复合乳化剂与有机蒙脱土的重量比为(2～4)∶1，选取质量浓度为3～5wt％的复合乳化剂的水溶液，备用；将分散液加入到复合乳化剂的水溶液中，继续超声搅拌，形成稳定的预乳化液；所述的复合乳化剂为十二烷基苯磺酸钠和乳化剂OP-10的混合，或者为十二烷基硫酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚的混合；十二烷基苯磺酸钠与乳化剂OP-10的重量配比为(1～3)∶(1～3)，十二烷基硫酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚的重量配比为(1～3)∶(1～3)；

3)按引发剂与单体I的重量比为(0.01～0.02)∶1，选取引发剂，备用；将步骤2)得到的预乳化液加入到带有搅拌装置和冷凝装置的反应釜中，在氮气保护气氛下第一次加入引发剂，第一次加入引发剂的重量为引发剂总重量的5～10％，升温至70～75℃，待体系出现蓝光后，第二次加入引发剂，第二次加入引发剂的重量为引发剂总重量的90-95％(即剩余的引发剂)，恒温反应1～3h，然后升温至80～85℃，恒温反应1～2h，停止搅拌，冷却至40℃以下，用氨水调节pH值为7～8，即得到聚含氟丙烯酸酯/蒙脱土复合乳液。

步骤1)所述有机蒙脱土的粒径小于38.5μm。

步骤1)所述的助插层剂为异丙醇、乙醇、乙二醇中的一种或任意二种以上的混合，任意二种以上混合时为任意配比。

步骤2)所述的丙烯酸六氟丁酯为2.25份(重量份)。

步骤3)所述的引发剂为过硫酸钾。