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  • 水性工業漆
  • 耿耀宗 肖繼君 花東栓等編著
  • 1584字
  • 2020-05-19 15:15:51

3.4.2 氟碳乳液的合成

3.4.2.1 氟碳乳液的性能特征

含氟聚合物是結構中含有較多的C-F基團的高分子聚合物,氟的電負性大,氟原子具有孤對電子,C-F鍵的鍵能要遠大于C-H鍵,這樣使得其聚合物具有許多優異的性能,具有優異的耐酸、耐堿、耐腐蝕、耐候、耐污染等優異性能,其表面張力更低,具有更好的耐水和耐油污性能。所以通過引入含氟基團來改變丙烯酸酯聚合物的結構和性能,改性后的丙烯酸酯聚合物不但保留了丙烯酸漆的耐堿性、保色保光性等,而且有效地提高了漆膜的耐候性和耐腐蝕性。

聚合物的性能決定于其結構與化學組成,氟代丙烯酸酯具有許多獨特的結構和性能,因此它們的結構、形態與表面性能的表征研究一直受到研究工作者的重視。側鏈被氟碳鏈取代的丙烯酸酯聚合物不僅保持著普通丙烯酸酯的原有特性,同時還賦予其特殊的表面性能,如超低的表面能、拒油拒水性、防污性、良好的化學穩定性,特殊的光學和電學性能等,因此氟代丙烯酸酯在織物整理、涂料、光纖、微電子等領域都具有很好的應用前景。

3.4.2.2 氟碳乳液制造技術

目前,引入含氟基團的方法主要有兩種,分別是聚合中使用氟化丙烯酸酯單體和在聚合時加入含氟添加劑,如全氟辛酸、氟碳表面活性劑等。前一種方法是在聚合物鏈中引入含氟基團以改變鏈結構,其結果顯著地改善了丙烯酸酯聚合物的表面性能。

氟碳乳液樹脂是特種丙烯酸酯類、特種氟樹脂共聚物陰離子型乳液,作為水性氟碳涂料的主要成膜材料,具有優異的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化學品性與溶劑型氟碳樹脂相差不大。比其他普通丙烯酸水性乳液性能要強很多,并且其中沒有有機溶劑,因此它對人體沒有危害,對環境沒有污染,對磚石建筑表面有極佳的附著力和抗粉化性能。它的出現和發展改善人類對生活環境環保的要求。

2007年,由青島宏豐氟硅科技有限公司承擔完成的“聚三氟氯乙烯(PCTFE)合成新工藝”和“氟碳乳液的合成及應用”兩大重點科技攻關項目通過專家鑒定,專家一致認為項目達到世界先進水平,這也標志著中國在氟涂料領域獲得重大突破。

實例3-19 氟丙烯酸-丙烯酸酯乳液配方

合成工藝:將適量的去離子水、一定量的復合乳化劑、pH調節劑投入反應釜釜底,升溫至(83±1)℃,將反應釜中充入氮氣。將剩余的陰離子乳化劑、非離子乳化劑,全部的苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸酰胺和丙烯酸六氟丁酯投入預乳化缸中,進行預乳化。30min后,取預乳化缸中5%的預乳化液一次性投入反應釜,再添加一定量的引發劑,進行預聚合,反應完成后保溫10min,同時滴加剩余的預乳化液、引發劑、反應溫度恒定在(85±1)℃,所有原料控制在3~4h內滴加完成。釜內溫度維持在(90±1)℃進行保溫,保溫時間為40~60min。進行后處理,溫度維持在(67±1)℃,滴加后處理劑30min,保溫30min。降溫至50℃,調節乳液pH,用300目濾布進行過濾,出料。

實例3-20 含氟丙烯酸-丙烯酸酯乳液的原料配方

制備方法:將適量的去離子水、一定量的復合乳化劑、pH調節劑投入反應釜釜底,升溫至(83±1)℃,將反應釜中充入氮氣。將第一部分中剩余的復合乳化劑,全部的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酰胺、投入預乳化缸中,進行預乳。30min后,取預乳化缸中5%的預乳化液一次性投入反應釜,再添加一定量的引發劑,進行預聚合,反應完成后保溫10min,同時滴加剩余的預乳化液、引發劑、反應溫度恒定在(83±1)℃。第一部分所有原料控制在2h內滴加完成。釜內溫度維持在(85±1)℃進行保溫,保溫時間為40~60min。降溫至(83±1)℃。將第二部分的全部復合乳化劑、苯乙烯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸投入預乳化缸中,進行預乳化。30min后,將第二部分的預乳化液滴加到反應釜中,同時滴加引發劑、反應溫度恒定在(83±1)℃。第二部分所有原料控制在2~3h內滴加完成。釜內溫度維持在(85±1)℃進行保溫,保溫時間為40~60min。進行后處理,溫度維持在(75±1)℃,滴加后處理劑30min,保溫30min。降溫至50℃,調節乳液pH,用300目濾布進行過濾,出料。

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