[发明专利]一种阳离子型含氟织物整理剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种阳离子型含氟织物整理剂及制备方法，所述制备方法是根据自由基聚合机理，以阳离子型和非离子型乳化剂复配构成复合乳化体系，采用预乳化‑半连续种子乳液聚合方法将含全氟烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯及交联单体进行共聚，合成了所述阳离子型含氟织物整理剂。该阳离子型含氟织物整理剂具有良好的耐低温、耐高温性以及离心稳定性，同时，阳离子化的乳胶粒因能与表面带负电的纺织、皮革、纸张等上的静电作用而留着，因此具有突出的防水拒油性能，其拒油性可达5～6级，防水指数可达90～100。

技术领域

本发明涉及氟化工技术领域，尤其涉及一种阳离子型含氟织物整理剂及制备方法。

背景技术

众所周知，有机氟材料之所以具有优异的表面性能是因为材料中含有氟元素，氟元素在整个周期表中电负性最强。当氟原子取代有机物中碳链上的氢原子后，键能将增加；氟原子的半径比氢原子略大，而比其他元素的半径小，相邻氟原子沿碳链以螺旋状分布，刚好能把碳碳链紧紧地包住，这样全氟链烃的碳链被周围氟原子很好的保护，就算最小的原子也难以楔入。氟原子极化率很低，造成C-F键的极化率也偏小，氟碳原子中的共用电子对偏向氟原子，因而使氟原子带有多余的负电荷，形成负电荷保护层，使带负电的亲核试剂很难接近碳原子发生化学反应。另外，C-F键短而键能较大,致使全氟碳链刚性强、柔顺性差，与活性化学物质作用力小，因此全氟烷烃的热稳定性及化学稳定性要比烷烃高。

含氟织物整理剂是有机氟材料中的一个非常重要的分枝，已有四十多年的发展历史，含氟织物整理剂是利用其具有极低的表面能而开发的一种新型材料。经含氟织物整理剂整理过的织物能显示出非常优异的憎水憎油性能。含氟织物整理剂不但比其他类型的防水剂具有更优异的防水拒油性能，而且最突出的特点是，经过含氟整理剂处理的织物并没有失去织物原有的透气性能。

目前国内外的产品基本集中在阴离子乳液的制备，关于阳离子含氟织物整理剂的研究和报道远远落后于阴离子乳液。但是阳离子化的乳液在纺织领域的应用有着显著的优势，阳离子乳胶粒子有更强的结合能力，与表面带负电的纺织、皮革、纸张上的静电作用而留着，有着阴离子乳液无法比拟的功能。因此，提供新型的阳离子型含氟织物整理剂很有必要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷和不足，提供一种防水拒油效果突出的阳离子型含氟织物整理剂。

为了实现上述目的，具体采用如下技术方案：

一种阳离子型含氟织物整理剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备预乳液：将乳化剂与水混合均匀，向所得乳化剂溶液中加入甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、交联单体和全氟烷基丙烯酸酯四种单体，经乳化，即得所述预乳液；

(2)制备织物整理剂：取部分预乳液，向其中加入部分引发剂进行聚合反应，待聚合反应体系泛蓝光后，向所述聚合反应体系中同步滴加剩余的预乳液和引发剂继续进行聚合反应，待聚合反应结束后，过滤反应液，取滤液，即得所述织物整理剂。

研究发现，针对本发明的体系，如采用一次投料乳液聚合法进行直接聚合，则在反应经历一段诱导期后，反应开始进行，一旦开始，由于热量大量产生，热量不能及时转移，会使反应器内部温度急剧升高，单体爆聚；同时，由于反应速率快，导致引发剂大量消耗，致使反应后期无足够的引发剂，聚合无法进一步进行，体系中残留单体多，最终产品的转化率偏低。另外，由于乳化剂亲水性较强，如果残留的乳化剂过多，会导致产品的疏水性降低，因此要保证产物具有良好的防水拒油性能，则乳化剂的加入量越少越好。如采用一次投料乳液聚合法，乳胶粒的不断长大需要更多的乳化剂来维持稳定，而一次投料乳液聚合法的反应速率过快，加上乳化剂用量少，单体珠滴表面的乳化剂不能迅速扩散吸附到乳胶粒表面以维持乳胶粒的稳定，则易导致乳胶粒子之间的聚结作用力增大，最终导致凝聚使反应失稳。