核壳乳液多元共聚法制备的含氟水性树脂及其涂料

摘要

在采用二步核壳乳液多元共聚方法，制备得到高弹性、高耐候性的“核”和“壳”都含有氟的含氟水性树脂，以该树脂为基础按一般的造漆工艺，经配加颜料和各种助剂，可以制成水性含氟乳胶色漆。参与共聚的单体有：氟单体、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、脂肪酸烯基酯、有机硅偶联剂等。自由基聚合引发剂，采用的是水性偶氮引发剂，使乳液颗粒的粒径达到100nm的新水平。另外，还增加了作为“锚定”基团的化合物，以便在制备水性含氟树脂乳液的同时，也为其作为涂料应用的造漆工艺提供便利条件，以求减少成膜时助剂的加入量，尽量降低VOC。

主权项

一种核壳乳液多元共聚法制备的含氟水性树脂，其特征是，该树脂采用二步法通过核、壳共聚制备，所述的二步法核、壳共聚的第一步是生成“核”，即在高压反应釜中，加入去离子水、包含阴离子型和非离子型乳化剂的组合乳化剂、pH值调节剂、溶于少量低级醇将来能生成“种子”的单体、氟单体三氟氯乙烯或四氟乙烯，反复充氮气和抽真空排出釜中的空气，升温到42～48℃，加入水性引发剂，引发“种子”的生成，然后，分时分段采用“饥饿”加入法把预乳化液A加入反应釜中，所述预乳化液A的组成包括：去离子水、阴离子和非离子型组合的乳化剂、pH值调节剂、以及甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯、脂肪酸烯基酯、不饱和有机硅氧烷，把它们先期混合在一起进行预乳化，反应压力控制在0.8～0.85MPa；“核‑壳”共聚的第二步是生成“壳”，即第一步终了时，不放料，接着向反应釜内加入预乳化液B，进行第二步“壳”的形成反应，并同样采用分时分段“饥饿”加料法，所述预乳化液B的组成包括：去离子水、阴离子和非离子型组合乳化剂、pH值调节剂以及除了在第一步“核”生成反应中已经把第二步“壳”的形成所需要的氟单体以及水性引发剂的量已经考虑进去不再另加外，再加入一些必要的单体，包括：甲基丙烯酸环烷基酯或丙烯酸环烷基酯、脂肪酸烯基酯、不饱和有机硅氧烷、二醇烯基醚，反应温度控制在42～48℃，压力为0.75～0.8MPa；在所述的成“核”和成“壳”反应中各组分所占摩尔百分比分别为：成“核”反应：氟单体/甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯/脂肪酸烯基酯/不饱和有机硅氧烷＝20～50/30～60/10～20/2～8成“壳”反应：氟单体/甲基丙烯酸环烷基酯或丙烯酸环烷基酯/脂肪酸烯基酯/不饱和有机硅氧烷/二醇烯基醚＝10～40/20～60/10～30/8～12/4～6；“核”与“壳”的质量比在核/壳＝3/1～1/2范围内。