[发明专利]硅氟丙烯酸三元共聚乳胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工建材技术领域，涉及的是一种制备涂料用的三元共聚乳胶，尤其是一种有机硅、有机氟和丙烯酸酯的三元共聚乳胶。本发明还涉及该乳胶的制备方法。

背景技术

丙烯酸酯聚合物乳胶常用来作为水乳型建筑外墙的主要成膜物质。用其制备的涂料具有许多优点，如耐光性、耐擦洗性、耐酸碱性等，但丙烯酸酯聚合物乳胶涂料的耐水、耐油性较差，其涂膜不耐脏污，且有高温变粘、低温冷脆的缺点，尤其是其耐老化性难以满足外墙涂料的要求，一般使用寿命在五年左右。虽然人们从添加剂方面对丙烯酸酯聚合物乳胶涂料进行改进，但很难从根本上解决以上问题。为满足建筑外墙涂料的需要，国内外陆续开发出有机硅改性丙烯酸酯的硅丙乳胶和水性氟碳乳胶作为水乳型建筑外墙涂料的主要成膜物质。硅丙乳胶的主要特点是具有较丙烯酸酯乳胶优良的耐候性、耐沾污性及耐水性，在户外曝晒光泽保持率高，变色少，耐久性好。制备的涂料与外墙基层的结合好，附着力强。但是硅丙乳胶涂料也存在着一些局限性，如其耐候性、耐久性、耐污性尽管比纯丙烯酸酯涂料和苯丙涂料要好，但提高的幅度不明显，尤其是高层建筑、桥梁等不易维修与重涂的建筑物，如果空气质量差，遇沙尘天气，硅丙乳胶涂料也不能满足对建筑外墙涂料性能越来越高的要求。而氟碳涂料尽管性能优异，具有很好的耐候性、耐污性，但氟树脂的极性小，分子间作用力小，机械强度低，单独作为涂料时，其与底材的作用力很小，附着力差，涂层强度较低。另外氟树脂价格昂贵，施工要求较高，且水性氟树脂的品种少。这些都大大地限制了氟涂料的应用范围，使其不能大面积推广使用。

用含有双键的含聚物（PVDF-HFP-TFE）、有机硅单体、丙烯酸酯单体及其它辅助单体与助剂通过一定的方法共聚而成的硅氟丙三元共聚乳胶，具备很多优异性能，如高耐候性，高抗沾性、自洁性及突出的耐雨水冲刷性能，且常温成膜性能好，制备的涂料有良好的施工性能，使用时操作方便，与基层的附着力强，是一种理想的水性外墙涂料乳胶，目前国内还未有这方面的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅氟丙烯酸酯三元共聚乳胶，以克服现有乳胶在耐候性、抗沾性和耐水性；本发明的另一目的是提供硅氟丙烯酸酯三元共聚乳胶的制备方法，硅氟丙烯酸酯三元共聚乳胶是采用三元核壳型乳胶共聚方法获得的。

本发明的技术方案是基于这样的原理：本发明采用有机氟预聚物经过乳化、活化制成种子乳胶，然后加入有机硅和丙烯酸酯类单体进行乳胶共聚合反应，得到丙烯酸酯共聚乳胶，其共聚物具有接枝与嵌段结构。为此 ，本发明采取了这样的措施：硅氟丙烯酸三元共聚乳胶，是由下述重量百分比（%）的原料制备而成的：

有机氟预聚物   10-20%    有机硅   10-20%   丙烯酸酯单体    10-40%

乳化剂         1-4%      引发剂   1-3%      共聚改性单体    1-5%

分子量调节剂   0.5-1.2%   余量为水

上述有机氟预聚物指的是含氟15-30%、固含量为40-50%的有机氟预聚物乳液，具体指的是偏二氯乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯和四氟乙烯的二元或三元共聚物，或这类含氟烯烃与乙烯基醚的共聚物，该共聚物可以任意量配比；

上述有机硅指的是含有C₅-C₁₈的乙烯基烷氧基硅烷，C₆-C₂₀的乙烯基环硅氧烷或烷基环硅氧烷的任一种或任一组合配比；

上述丙烯酸酯单体指的是以下四类原料中任一种或任意组合而成的混合物：含有C₃-C₁₀的丙烯酸烷基酯；

含有C₅-C₁₈的甲基丙烯酸烷基酯；

含有C₄-C₁₂的丙烯酸羟烷基酯。

含有C₄-C₁₂的丙烯酸氟代烷基酯及甲基丙烯酸氟代烷基酯。

上述乳化剂指的是十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠及聚氧乙烯壬基酚醚的复配物，三者比例为1-2:0.8-1.5:1.2-2.4；

上述引发剂指的是异丙苯过氧化氢与亚铁盐体系的复配物，其浓度摩尔比为：1：1-2；

上述共聚改性单体指的是丙烯腈、苯乙烯或十一烯酸；

上述所指的水为去离子水。

本发明的制备方法主要由下述步骤组成：