3.4.2　氟碳乳液的合成

3.4.2.1　氟碳乳液的性能特征

含氟聚合物是结构中含有较多的C-F基团的高分子聚合物，氟的电负性大，氟原子具有孤对电子，C-F键的键能要远大于C-H键，这样使得其聚合物具有许多优异的性能，具有优异的耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐候、耐污染等优异性能，其表面张力更低，具有更好的耐水和耐油污性能。所以通过引入含氟基团来改变丙烯酸酯聚合物的结构和性能，改性后的丙烯酸酯聚合物不但保留了丙烯酸漆的耐碱性、保色保光性等，而且有效地提高了漆膜的耐候性和耐腐蚀性。

聚合物的性能决定于其结构与化学组成，氟代丙烯酸酯具有许多独特的结构和性能，因此它们的结构、形态与表面性能的表征研究一直受到研究工作者的重视。侧链被氟碳链取代的丙烯酸酯聚合物不仅保持着普通丙烯酸酯的原有特性，同时还赋予其特殊的表面性能，如超低的表面能、拒油拒水性、防污性、良好的化学稳定性，特殊的光学和电学性能等，因此氟代丙烯酸酯在织物整理、涂料、光纤、微电子等领域都具有很好的应用前景。

3.4.2.2　氟碳乳液制造技术

目前，引入含氟基团的方法主要有两种，分别是聚合中使用氟化丙烯酸酯单体和在聚合时加入含氟添加剂，如全氟辛酸、氟碳表面活性剂等。前一种方法是在聚合物链中引入含氟基团以改变链结构，其结果显著地改善了丙烯酸酯聚合物的表面性能。

氟碳乳液树脂是特种丙烯酸酯类、特种氟树脂共聚物阴离子型乳液，作为水性氟碳涂料的主要成膜材料，具有优异的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性与溶剂型氟碳树脂相差不大。比其他普通丙烯酸水性乳液性能要强很多，并且其中没有有机溶剂，因此它对人体没有危害，对环境没有污染，对砖石建筑表面有极佳的附着力和抗粉化性能。它的出现和发展改善人类对生活环境环保的要求。

2007年，由青岛宏丰氟硅科技有限公司承担完成的“聚三氟氯乙烯（PCTFE）合成新工艺”和“氟碳乳液的合成及应用”两大重点科技攻关项目通过专家鉴定，专家一致认为项目达到世界先进水平，这也标志着中国在氟涂料领域获得重大突破。

实例3-19　氟丙烯酸-丙烯酸酯乳液配方

合成工艺：将适量的去离子水、一定量的复合乳化剂、pH调节剂投入反应釜釜底，升温至（83±1）℃，将反应釜中充入氮气。将剩余的阴离子乳化剂、非离子乳化剂，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预乳化缸中，进行预乳化。30min后，取预乳化缸中5%的预乳化液一次性投入反应釜，再添加一定量的引发剂，进行预聚合，反应完成后保温10min，同时滴加剩余的预乳化液、引发剂、反应温度恒定在（85±1）℃，所有原料控制在3～4h内滴加完成。釜内温度维持在（90±1）℃进行保温，保温时间为40～60min。进行后处理，温度维持在（67±1）℃，滴加后处理剂30min，保温30min。降温至50℃，调节乳液pH，用300目滤布进行过滤，出料。

实例3-20　含氟丙烯酸-丙烯酸酯乳液的原料配方

制备方法：将适量的去离子水、一定量的复合乳化剂、pH调节剂投入反应釜釜底，升温至（83±1）℃，将反应釜中充入氮气。将第一部分中剩余的复合乳化剂，全部的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酰胺、投入预乳化缸中，进行预乳。30min后，取预乳化缸中5%的预乳化液一次性投入反应釜，再添加一定量的引发剂，进行预聚合，反应完成后保温10min，同时滴加剩余的预乳化液、引发剂、反应温度恒定在（83±1）℃。第一部分所有原料控制在2h内滴加完成。釜内温度维持在（85±1）℃进行保温，保温时间为40～60min。降温至（83±1）℃。将第二部分的全部复合乳化剂、苯乙烯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸投入预乳化缸中，进行预乳化。30min后，将第二部分的预乳化液滴加到反应釜中，同时滴加引发剂、反应温度恒定在（83±1）℃。第二部分所有原料控制在2～3h内滴加完成。釜内温度维持在（85±1）℃进行保温，保温时间为40～60min。进行后处理，温度维持在（75±1）℃，滴加后处理剂30min，保温30min。降温至50℃，调节乳液pH，用300目滤布进行过滤，出料。