[发明专利]一种阳离子型含氟无皂乳液、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种阳离子型含氟无皂乳液，所述乳液的聚合单体包括三氟氯乙烯、水溶性可聚合大单体A、可聚合季铵盐型乳化剂B和烷基乙烯基醚，并在结构式(B)所示可聚合季铵盐型乳化剂存在下、通过乳液聚合方法得到。本发明提供的阳离子型含氟无皂乳液不仅稳定性好，而且由其所制备的乳胶膜吸水率低、耐水性优良。

技术领域

本发明属于含氟高分子材料领域，涉及一种含氟乳液，尤其涉及一种阳离子型含氟无皂乳液及其制备方法。

背景技术

含氟聚合物乳液由于具有优异的防水防油性、耐污染性和耐溶剂性，在纺织品防水防油整理、化工防腐等诸多领域都有着广泛的应用。含氟聚合物乳液可以分为阴离子和阳离子型，阳离子型含氟聚合物乳液由于表面带正电荷，能够中和织物等材料所带的负电荷，故能够应用于织物整理和抗静电材料领域。

对于阳离子型含氟聚合物乳液的制备，一般是在聚合过程中加入乳化剂实现。由于乳化剂的加入，最终制备的阳离子型含氟聚合物乳液中会残留乳化剂，故在乳液的使用过程中会发生乳化剂的迁移，以至于影响产品的耐水性和表面性能。中国专利CN104672369B公开了一种阳离子型水性氟聚合物乳液的制备方法，以三氟氯乙烯、烷基酸乙烯基酯单体、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯为共聚单体，以季铵盐类可聚合乳化剂和非离子型乳化剂为乳化剂制备了阳离子型含氟聚合物乳液。该方法制备的阳离子型水性氟聚合物乳液稳定性好、固含量高，但为了保证乳液在高固含量下的稳定性而引入了非离子型乳化剂，在乳液的使用过程中会存在乳化剂的迁移现象，影响最终产品的耐水性和表面性能。

为避免乳化剂残留对乳液使用性能的影响，现有技术开发了通过无皂乳液聚合制备的阳离子型含氟无皂乳液的方法。虽然此方法能够克服乳化剂残留对乳液使用性能的影响，但制备的阳离子型含氟无皂乳液的固含量不高，聚合和储存过程稳定性不好，限制了其应用领域。例如中国专利CN104031204B公开了一种阳离子含氟聚丙烯酸酯无皂乳液制备方法，以丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸六氟丁酯与(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为共聚单体，以聚甲基丙烯酸N，N二甲氨基乙酯-b-聚丙烯酸六氟丁酯为乳化剂，在酸和去离子水存在下通过种子乳液聚合制备含氟无皂乳液。此方法在聚合过程中引入了包含亲水链段和疏水链段的聚甲基丙烯酸N，N二甲氨基乙酯-b-聚丙烯酸六氟丁酯，亲水链段保证了乳胶粒的稳定性，疏水链段与含氟单体相容性好，有利于乳液聚合过程中的稳定性，而且该乳化剂含有硫代碳酸酯活性基团，可以通过共价键与乳胶粒进行结合，不会发生乳化剂的迁移，提高了阳离子含氟聚丙烯酸酯无皂乳液的稳定性、拒水拒油性和与织物静电结合的紧密性，但该乳液的固含量比较低，限制了应用范围。

因此，有必要对阳离子型含氟乳液做进一步的技术改进。

发明内容

本发明提供一种阳离子型含氟无皂乳液，所述乳液的聚合单体包括三氟氯乙烯、水溶性可聚合大单体A、可聚合季铵盐型乳化剂B和烷基乙烯基醚；

所述水溶性可聚合大单体A选自以下结构式(A1)所示单体和/或结构式(A2)所示单体：

其中：R₁和R₂独立地选自氢、C1～C6烷基，m和n独立地选自6～20的整数；

所述可聚合季铵盐型乳化剂B选自以下结构式(B)所示单体：

其中：R选自C1～C8烷基；

所述乳液在结构式(B)所示可聚合季铵盐型乳化剂存在下、通过乳液聚合方法得到。

本发明提供的阳离子型含氟无皂乳液，使用的聚合单体包括水溶性可聚合大单体A，其中水溶性可聚合大单体A可以是选自结构式(A1)所示单体和/或结构式(A2)所示单体。在结构式(A1)所示单体和结构式(A2)所示单体中，R₁和R₂独立地选自氢、C1～C6烷基。