[发明专利]背板膜用常温固化氟碳树脂乳液及其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种背板膜用常温固化氟碳树脂乳液及其制备方法及应用，属于背板膜技术领域。技术方案为：使用含氟表面活性剂和非离子乳化剂为组合乳化剂，以含氟丙烯酸单体、非氟单体、丙烯酰胺类单体及含氟烯烃单体作为反应单体以乳液聚合的方式得到一种含氟聚合物乳液。本发明制备的乳液氟含量高，耐候性能增强，具有优异的贮存稳定性，并且由该乳液涂覆并经100℃以上高温快速固化得到的背板膜对基材具有较好的附着力，高温高湿环境下老化黄变值低，符合光伏背板膜用氟碳涂层的耐候性能需求，可实现溶剂型光伏背板用氟碳树脂溶液的环保替代。

技术领域

本发明涉及背板膜技术领域，具体涉及一种背板膜用常温固化氟碳树脂乳液及其制备方法及应用。

背景技术

水性氟碳树脂乳液是近年来发展极其迅速的一类特种高分子材料，主要用作涂料基料。具有安全环保、施工性好、耐碱、耐水、耐老化、耐洗刷、耐候、耐辐射、可低温交联固化等优良性能，被广泛应用于建筑内外墙涂料及其它环保要求比较高的场所(如飞机内舱、轮船内舱、汽车内舱等)，引起世界各国的极大关注，随着世界对环境要求的不断提高，水性氟碳树脂将具有更大的发展前景。

可常温固化涂料用水性氟碳树脂乳液的制备工艺主要有三种：

分散体技术，即将含氟树脂粉末、乳化剂、成膜助剂、颜填料、增稠剂和水等在设备中高速搅拌而分散形成乳液。这种方法要求先制的含氟树脂的细微粉末，然后再水性化，制备过程复杂，乳液性能不稳定，目前已很少使用。

后乳化法，即先在有机溶剂介质中合成含氟共聚物，然后使溶解的含氟共聚物在乳化剂的作用下成为分散体，或者通过中和反应制得含氟共聚物水分散体。可通过非自由基聚合法(如缩聚、加成聚合等)制备含氟聚合物，为含氟聚合物品种及功能的多样化提供了可行途径，但乳液的储存稳定性较差。

乳液聚合法，是目前工业生产中最常采用的含氟乳液制备方法。即以含氟乙烯基化合物进行自由基乳液聚合，或将含氟单体与不含氟烯烃单体共聚制得含氟共聚物乳液。该法所采用的乳化剂一般为全氟辛酸铵和聚氧乙烯月桂醚复合物，引发剂一般为过硫酸钾或过硫酸铵。该乳化剂和引发剂所进行的水性含氟聚合物乳液的乳液聚合存在原料价格高、聚合速度慢、聚合温度高和产品化学稳定性差等缺点，在一定程度上制约了水性含氟聚合物乳液的推广使用。但是，需要通过一定的浓缩工艺才能得到固含量40-70wt％的含氟聚合物乳液。

背板膜领域对涂层的耐候隔潮性能要求高，而目前环保类的水性氟碳树脂乳液的固体氟含量偏低，一般在8％-13％左右，导致其耐水性、耐酸碱性、耐候性差。因此，提高FEVE氟树脂的氟含量成为水性环保氟碳树脂乳液开发的重要任务。

中国专利CN1362422A采用半连续乳液聚合法制备了一种水性氟树脂，由该氟树脂制造的单组分水性氟涂料使用方便，具有较好的耐老化、耐水、耐碱等性能，但由于其在成膜过程中不发生交联反应，因此它的耐溶剂性很差。

可常温固化涂料用双组分水性氟碳树脂乳液的研究开发取得了很大进展，如专利CN10586968与水性单组分FEVE树脂相比，其氟含量可达18％以上，但是其乳液的贮存稳定性能差，长期保存易结块，并且使用前需配置固化剂，给施工带来了不便。

中国专利CN101434674、CN102532436均采用氟含量高的聚合物为核，丙烯酸类为壳的结构，保证了乳液的储存稳定性，但是制备工艺较为复杂，并且氟含量普遍较低，影响氟碳涂层的耐湿热等耐候性能。

因此，在保证背板膜涂层具有优良耐候性的前提下，氟碳树脂的固体氟含量需接近溶剂型氟碳树脂的氟含量标准，而如何提高氟含量乳液的贮存稳定性成为树脂乳液厂家研究的热点。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种背板膜用常温固化氟碳树脂乳液及其制备方法及应用，使用该方法制备得到的氟碳树脂乳液属于储存稳定性较好的单组分可交联水性氟碳树脂乳液，该乳液的固含量达45％及以上，氟含量控制在18-28％，应用于背板膜领域具有优异的附着力及耐高温高湿性能。