一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法技术

该发明专利技术涉及材料制备技术领域，具体关于一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法；该发明专利技术的一种环保型无氟防水防油组合物引入了亲水性单体，亲水性单体在高温定型后可以与纤维上的羟基和聚合物自带的官能团进行交联，形成官能团的封闭，增加交联的密度，进一步提高阻水抗油的能力；同时，本发明专利技术的组合物无氟，不会影响人体和动物健康，具备安全环保的显著特点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法


[0001]该专利技术涉及材料制备
，尤其是一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]美国国家环境保护局发布长链PFCs(包含全氟辛基、全氟癸基或含有更高碳数的全氟烷基类化合物或聚合物)降解周期较长、具有较强的积累性和迁移性，严重影响动植物的健康。目前已经有多家公司努力以通过使用全氟己基的含氟共聚物来开发民用防水防油表面处理剂。然而FDA规定入境一次性纸餐具表面氟含量需要小于800ppm。目前在售产品在赋予制品表面防水防油功能的条件下，不能满足FDA的要求。
[0003]专利CN112111221A提出包括二氧化硅溶胶、γ缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、聚丙烯酸钠、有机硅树脂乳液等组份的防油剂。不含有机溶剂的全水性体系中制备了水性稳定的拒水拒油组合物，该拒水拒油组合物形成的涂层具有优异的疏水疏油特性，但在使用过程发现其硅涂层具有一定的黏连性，制作的餐盒容易粘附在一起不易分离，给客户的使用体验带来了负面影响。
[0004]专利CN201980050729公开了一种纸用耐油剂，该非氟共聚物具有：由具有碳原子数7～ 40的长链烃基的丙烯酸单体形成的重复单元；和具有亲水性基团的丙烯酸单体形成的重复单元。该非氟共聚物采取长链的碳原子数7～40的长链烃基的丙烯酸单体作为防水防油单体，由于7～40的长链烃基的丙烯酸单体具有很强的亲油性能，且防油，所以其抗油的效果在5 级，而且耐高温油脂的效果更差，远远达不到市场的需求。

技术实现思路
/>[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法，属于材料制备

[0006]一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法，按照质量份数，其制备方法为：
[0007]在氮气保护下，将50～150份的溶剂、25～50份硬单体、15～25份成膜单体、10～25份亲水单体、13～20份阳离子单体、0.5～1.2份引发剂放入搅拌容器中，加热升温至50
‑
75℃，充分搅拌8～12h，之后加入300～400份乳化剂水溶液。通过蒸馏方法将溶剂精馏出溶液，得到环保型无氟防水防油组合物。
[0008]进一步的，所述的溶剂为丙酮、丁酮、N
‑
甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、异丙醇、乙醇、N,N
‑ꢀ
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二丙二醇、三丙二醇、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中一种或几种的组合物；
[0009]进一步的，所述溶剂为优化为丙酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、四氢呋喃、四乙二醇二甲醚中一种或几种的组合物；
[0010]进一步的，所述硬单体为苯乙烯、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯中一种或几种的组合物；
[0011]进一步的，所述硬单体优化为甲基苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯中一种或几种的组合物；
[0012]进一步的，所述成膜单体为(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙基、(甲基)丙烯酸丙酯中一种或几种的组合物；
[0013]进一步的，所述亲水性单体为2
‑
乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、单甲醚聚乙二醇甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸改性纤维素、(甲基)丙烯酸改性壳聚糖中一种或几种的组合物；
[0014]进一步的，所述亲水性单体优化为2
‑
乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、单甲醚聚乙二醇甲基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸改性纤维素、(甲基)丙烯酸改性壳聚糖中一种或几种的组合物；
[0015]进一步的，所述阳离子性单体为羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰氧乙基三甲氯化铵、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯中一种或几种的组合物；
[0016]进一步的，所述阳离子性单体优化为羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯中一种或几种的组合物；
[0017]进一步的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异庚腈、二叔丁基过氧化物中一种或几种的组合物；
[0018]进一步的，所述引发剂优化为偶氮二异丁腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二异庚腈、二叔丁基过氧化物中一种或几种的组合物；
[0019]进一步的，所述搅拌转速为60～120r/min；
[0020]进一步的，所述乳化剂水溶液选自聚丙烯酰胺(PAM)、水解聚丙烯酰胺(HPAM)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、C6～C22烷基三甲基氯化铵中一种或几种的组合物的酸性水溶液；
[0021]进一步的，所述蒸馏温度为80～300℃。
[0022]反应机理方程式为：
[0023][0024]技术效果为：
[0025]1、引入了亲水性单体，亲水性单体在高温定型后可以与纤维上的羟基和聚合物自带的官能团进行交联，形成官能团的封闭，增加交联的密度，进一步提高阻水抗油的能力。
[0026]2、聚合物中存在阴离子、非离子和阳离子三种基团，增加了聚合物本体与纤维素
的不同梯度的结合能力，同时也有利于聚合物与聚合物之间的电荷吸引力，提高聚合物与纤维之间交联的致密性。
[0027]3、后补加的乳化剂水溶液进一步增加了聚合物在纤维上附着性。
附图说明
[0028]图1为实施例1制备的苯乙烯/(甲基)丙烯酸丁酯/2
‑
乙烯基吡咯烷酮/羟甲基丙烯酰胺共聚物的核磁氢谱图。
具体实施方式
[0029]下面通过具体实施例对该专利技术作进一步说明：
[0030]实施例1
[0031]在氮气保护下，将50g丙酮、25g苯乙烯、15g(甲基)丙烯酸丁酯、10g 2
‑
乙烯基吡咯烷酮、13g羟甲基丙烯酰胺、0.5g偶氮二异丁腈放入搅拌容器中，加热升温至50℃，充分搅拌 8h，搅拌转速为60r/min，之后加入300g聚丙烯酰胺(PAM)。通过蒸馏方法将丙酮精馏出溶液，蒸馏温度为80℃，得到环保型无氟防水防油组合物。
[0032]实施例2
[0033]在氮气保护下，将60g N,N
‑
二甲基甲酰胺、30g甲基苯乙烯、16g(甲基)丙烯酸乙基、12g 丙烯酸羟乙酯、15g羟乙基丙烯酰胺、0.6g偶氮异丁氰基甲酰胺放入搅拌容器中，加热升温至60℃，充分搅拌9h，搅拌转速为70r/min，之后加入300g水解聚丙烯酰胺(HPAM)。通过蒸馏方法将N,N
‑
二甲基甲酰胺精馏出溶液，蒸馏温度为160℃，得到环保型无氟防水防油组合物。
[0034]实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法，按照质量份数，其制备方法为：在氮气保护下，将50～150份的溶剂、25～50份硬单体、15～25份成膜单体、10～25份亲水单体、13～20份阳离子单体、0.5～1.2份引发剂放入搅拌容器中，加热升温至50
‑
75℃，充分搅拌8～12h，之后加入300～400份乳化剂水溶液。通过蒸馏方法将溶剂精馏出溶液，得到环保型无氟防水防油组合物。2.根据权利要求1所述的一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法，其特征在于：所述的溶剂为丙酮、丁酮、N
‑
甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、异丙醇、乙醇、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、四氢呋喃、二丙二醇、三丙二醇、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中一种或几种的组合物。3.根据权利要求2所述的一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法，其特征在于：所述溶剂为丙酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、四氢呋喃、四乙二醇二甲醚中一种或几种的组合物。4.根据权利要求1所述的一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法，其特征在于：所述硬单体为苯乙烯、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯中一种或几种的组合物。5.根据权利要求4所述的一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法，其特征在于：所述硬单体为甲基苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯中一种或几种的组合物。6.根据权利要求1所述的一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法，其特征在于：所述成膜单体为(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙基、(甲基)丙烯酸丙酯中一种或几种的组合物。7.根据权利要求1所述的一种环保型无氟防水防油组合物及其制备方法，其特征在于：所述亲水性单体为2
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乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁大想，吴健泳，
申请(专利权)人：上海普信高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：