氟硅/或油改性丙烯酸酯共聚物阳离子乳液

摘要

本发明涉及氟硅/或油改性丙烯酸酯共聚物阳离子乳液的制备：该乳液由丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸烷基酯，碳酸乙烯酯，包括芳香取代烯烃，功能单体：诸如N－羟烷基丙烯酰胺，(甲基)丙烯酸氟代烷基酯，乙烯基/或丙烯酰氧乙基三烷氧基硅烷或可聚合的丙烯酰氧烷基氨酯油，(甲基)丙烯酰氧乙基三烷基氯化铵和/或(甲基)丙烯酸二甲胺基乙酯和交联剂等，在阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂存在下，进行乳液聚合而得。该阳离子乳液性能优异，广泛用于纸制品，塑料，皮革的涂饰剂和高档涂料。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用功能单体，诸如(甲基)丙烯酸氟代烷基酯和乙烯基三烷氧基硅烷/或可聚合的丙烯酰氧烷基氨酯油改性的丙烯酸酯共聚物阳离子乳液的制备。

背景技术：

阳离子丙烯酸乳液与阴离子乳液不同，其聚合物表面带有正电荷，它不仅有利于带负电荷表面的中和，吸附和粘合，而且还具有杀菌，防尘和抗静电作用，因而被广泛用于织物，纸张和皮革的处理，高分子材料的抗静电处理，而且丙烯酸树脂固有的黏着性，耐候性和成膜性，因而丙烯酸阳离子乳液还可用于建筑涂料。

有关氟硅改性丙烯酸阴离子乳液的介绍较多，但其阳离子乳液较少，目前国内停留在研究阶段。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种用功能单体，诸如(甲基)丙烯酸氟代烷基酯、乙烯基三烷氧基硅烷/或可聚合的丙烯酰氧烷基氨酯油改性的丙烯酸酯共聚物阳离子乳液。

本发明，其制备的组分及重量比为：

丙烯酸烷基酯8-15，(甲基)丙烯酸烷基酯12-25，包括丙烯酸/或(甲基)丙烯酸羟烷基酯，其烷基为C1-C8烷基；碳酸乙烯酯5-20；功能单体0.5-10；交联剂0.5-5，包括二甲基二烯丙基卤化铵和聚乙二醇二丙烯酸酯；乳化剂2-5，以单体总量计，包括阳离子和非离子表面活性剂；引发剂0.5-2，以单体总量计，包括过氧化物和还原剂；缓冲剂适量；水50-70，其中，功能单体为下述功能单体中的一种或几种混合：

(1)N-羟烷基丙烯酰胺，其烷基为C1-C3烷基；

(2)(甲基)丙烯酸氟代烷基酯，其分子式为：CH2＝(R1)CH(O＝)CO(R2Fn)，式中R1为H或CH3，R2为C2-C8，F为氟原子，n等于1-3；

(3)乙烯基三烷氧基硅烷，其烷基为甲基或乙基或2-甲氧基乙基；甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷；

(4)可聚合的丙烯酰氧烷基氨酯油，其烷基为乙基或丙基，其氨酯基为芳香族或脂肪族氨酯基，其油酸酯基为C12-C18不饱和脂肪酸酯基；

(5)(甲基)丙烯酰氧乙基三烷基氯化铵，其烷基为甲基或乙基；

(6)(甲基)丙烯二甲胺基乙酯或(甲基)丙烯酰胺乙基乙撑脲。

本发明所述的碳酸乙烯酯，包括乙酸乙烯酯，叔碳酸乙烯酯，其叔碳酸为10或11碳酸；芳香取代烯烃，诸如苯乙烯及其同系物。

本发明所述的交联剂为二烷基二烯丙基卤化铵，其烷基为C1-C4烷基，其卤原子为氯或溴；聚乙二醇二丙烯酸酯，其聚乙二醇MOL数等于2-8。

本发明所述的乳化剂包括阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，阳离子表面活性剂诸如季铵盐，苄基季铵盐或咪唑季铵盐；诸如烷基酚聚氧乙烯醚，其烷基为C4-C9烷基，聚氧乙烯Mol数等于3-40；烷醇或脂肪醇聚氧乙烯醚，其烷基为C4-C12烷基，聚氧乙烯Mol数等于3-40或乙烯基聚氧乙烯醚，聚氧乙烯Mol数等于7-40。

本发明所述的引发剂包括过氧化物和还原剂，过氧化物为2，2-偶氮二异丁基眯盐酸盐、偶氮异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧乙酸、过氧化氢或过硫酸盐；所述还原剂为亚硫酸盐、雕白粉、维C、硫酸亚铁或乙酸。

本发明所述的缓冲剂，包括磷酸氢二铵，碳酸氢纳，乙酸等，其作用为调节乳液的pH值，添加量为使pH至3-5.5。

本发明，用乙烯基三烷氧基硅烷/或甲基丙烯酰氧丙基三烷氧基硅烷与丙烯酸酯共聚后，其共聚物对底材有良好的附着力。

本发明，用(甲基)丙烯酸氟代烷基酯与丙烯酸酯共聚后，其聚合物对塑料底材和皮革有优异的粘结力和抗静电，抗沾污性，其阳离子聚合物对底材的附着力和耐水性得到改善。

本发明，加入交联剂，可提高漆膜的耐候性和抗张强度。

本发明，用可聚合的丙烯酰氧烷基氨酯油与丙烯酸酯共聚后，其漆膜丰满度显著提高。

具体实施方式：

实施例1、丙烯酸丁酯55，(甲基)丙烯酸甲酯19.0g，苯乙烯20.0g，N-羟甲基丙烯酰胺1.4g，乙烯基三甲氧基硅烷1.0g，十二烷基二甲基苄基氯化铵2.35，OP-10乳化剂1.0g，去离子水149.0g，加入缓冲剂调节pH至3-5.5，在2，2-偶氮异丁基眯盐酸盐存在下(加入量为0.96g)，于70-85℃经常规乳液聚合工艺而制得硅改性阳离子乳液。

实施例2、丙烯酸丁酯63.8，(甲基)丙烯酸甲酯27.4g，(甲基)丙烯酸氟代烷基酯13，1g，苯乙烯26.2g，N-羟甲基丙烯酰胺1.4g，丙烯酸羟乙酯2.0g，丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷1.4g，(甲基)丙烯酰乙氧基三烷基氯化铵5.4g，十二烷基二甲基苄基氯化铵2.0g，烷基聚氧乙烯醚2.0g，去离子水211.0g，加入缓冲剂调节pH至3-5.5，在过氧乙酸存在下(加入量为2.7g)，于70-85℃经常规乳液聚合工艺而制得氟硅改性阳离子乳液。

实施例3、丙烯酸丁酯51.0g，(甲基)丙烯酸甲酯23.0g，苯乙烯26.0g，N-羟甲基丙烯酰胺1.5g，(甲基)丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷1.5g，(甲基)丙烯酰胺乙基乙撑脲5.0g，二二甲基二烯丙基氯化铵1.6g，十二烷基三甲基溴化铵2.0g，OP-10乳化剂1.0g，去离子水202.8g，加入缓冲剂调节pH至3-5.5，在过氧化氢和亚硫酸钠存在下(加入量分别为1.09g和0.54g)，于60-75℃经常规乳液聚合工艺而制得自交联阳离子乳液。

实施例4、丙烯酸丁酯50.0g，(甲基)丙烯酸甲酯30.0g，丙烯酸羟丙酯2.0g，苯乙烯18.0g，N-羟甲基丙烯酰胺2.0g，(甲基)丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷2.0g，丙烯酰氧乙基氨酯油11.5g，二甲基二烯丙基氯化铵2.0g，十二烷基三甲基氯化铵2.1g，烷基酚聚氧乙烯醚2.0g，去离子水218.2g，加入缓冲剂调节pH至3-5.5，在偶氮异丁睛存在下(加入量为1.2g)，于65-85℃经常规乳液聚合工艺而得油改性阳离子乳液。

实施例5、丙烯酸丁酯50.0g，丙烯酸异辛酯10.0g，乙酸乙烯酯30.0g，叔碳酸乙烯酯10.0g，N-羟甲基丙烯酰胺2.0g，乙烯基三甲氧基硅烷2.0g，十二烷基二甲基苄基氯化铵2.55g，乙烯基聚氧乙烯醚1.09g，去离子水156.0g，加入缓冲剂调节pH至3-5.5，在过硫酸铵和亚硫酸钠存在下(加入量分别为0.52g和0.26g)，于60-75℃经常规乳液聚合工艺而制得阳离子乳液，该乳液可作为粘合剂。