[发明专利]石墨烯、硅改性氟丙烯酸水性树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯、硅改性丙烯酸水性树脂及其制备方法，按重量份计,其组成为：丙烯酸酯硬单体8.0～16.0份、丙烯酸酯软单体2.0～4.0份、氟烯单体2.5～5.0份、二羟甲基丙酸2.0～4.0份、聚四氢呋喃醚二醇3.5～6.0份、羟丙基封端聚二甲基硅氧烷2.0～4.0份、二次蒸馏水0.05～0.1份、多异氰酸酯8.0～12.0份、石墨烯1.5～2.5份、丙烯酸羟乙酯1.0～2.5份、无水甲醇0.5～1.0份、过硫酸铵0.1～0.2份、二月桂酸二丁基锡0.03～0.06份、中和剂1.5～4.5份、去离子水45.0～60.0份；本发明制得的石墨烯、硅改性氟丙烯酸水性树脂具有良好的防腐蚀性、表面张力低、导电性能好、抗静电能力强、耐盐雾性好、交联密度高、耐水性好、防污防水能力强、施工简单等特点。

技术领域

本发明涉及一种改性水性丙烯酸树脂的制备方法，尤其涉及到一种石墨烯、硅改性氟丙烯酸水性树脂及其制备方法，属于合成功能树脂技术领域。

背景技术

丙烯酸树脂具有优异的耐候性、较好的耐酸碱性和耐溶剂性和十分优良的光泽外观性能，且原料来源丰富，成本较低，被广泛应用于涂料、纺织、皮革、造纸、粘合剂等领域。但其抗污染能力差、耐水性偏低，一般拥有低温易脆、高温失粘的缺陷，使其进一步应用受到限制。

含氟聚合物具有疏水性、疏油性、化学稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能，因此有机氟聚合物具有较低的界面张力、优良的耐热性、化学稳定性，因而能赋予皮革、纺织品、纸张等基材优异的防水、防油、防污性能。含硅聚合物具有较低的玻璃化转变温度、优良的耐高/低温性、耐氧化降解性、耐候性和优异的疏水性、保光性、耐紫外光等性能。

近年来，分别利用氟与硅对丙烯酸酯聚合物进行改性已有许多报道。但随着工业技术的不断发展，有机氟聚合物逐渐暴露出耐低温性差的缺点，有机硅聚合物存在着耐化学介质差的缺陷。若同时在丙烯酸酯聚合物中引入氟元素和硅元素，可有效结合两者的优点，有望使丙烯酸酯漆膜的表面性能得到更大的改善。

目前，我国每年金属腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的3～5％。长期以来，为了减少腐蚀的损失，人们采取了很多措施，如金属的电化学保护法、腐蚀介质处理法、覆盖层保护法等等。但迄今为止最普遍、最经济、最实用的保护措施还是涂料保护，涂料防腐以其施工简便、经济适用、不受设备面积、形状的约束以及具有一定的装饰效果等特点而被广泛的应用。

中国专利CN102127186A公开了一种含氟硅丙烯酸酯乳液的制备方法；1）取八甲基环四硅氧烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷、乙烯基硅氧烷、丙烯酸酯单体、复合乳化剂、引发剂、pH调节剂和蒸馏水，混合后进行预乳化，得预乳化液；2）取部分预乳化液，在惰性气体气氛中，搅拌，在温度T₁下加热，将剩余预乳化液滴加进反应体系，然后在温度T₂下加热；3）在搅拌下降至室温，然后用200目滤网过滤乳液，得到含氟硅丙烯酸酯乳液；反应过程温和，易于控制，产物具有优异的防水防油性能；本发明需加入非反应型乳化剂，易对漆膜性能造成影响。

中国专利CN104513340A公开了一种氟硅丙烯酸自抛光防污树脂及其制备方法，涉及一种由氟硅丙稀酸单体与含R₃和R₄基团的丙烯酸脂单体反应组成的网状结构的氟硅丙烯酸自抛光防污树脂及其制备方法，其氟硅丙烯酸单体为含氟硅基团的丙烯酸单体，分子结构由两个丙烯酸酯和一个含氟硅氧烷组成，丙烯酸酯单体为1～4种能够自由基聚合的含R₃和R₄基团的单体，包括丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸丁酯；其制备方法简单，原料易得，容易规模化生产，防污环境友好，有潜在的应用前景；本发明防腐蚀、防静电性能不强。