【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种水性含氟丙烯酸酯聚合物溶液、涂层的制备方法。
技术介绍
1、含氟聚合物由于具有低的表面能、优良的化学稳定性、热稳定性、耐老化性和抗辐射性等综合性能，在织物、功能涂层、航空航天、以及微电子等领域已得到广泛的应用。而含氟丙烯酸酯共聚物是一类由含氟丙烯酸酯单体与其他功能单体共聚而得的含氟聚合物，其通常具有高度的疏水性，难以溶解于水中得到含氟的丙烯酸酯水溶液。
2、近年来，随着人们环保意识的加强，环境友好的含氟丙烯酸聚合物逐渐引起重视。由于含氟聚合物具有低的表面能，难以溶解在水中(j.liao,x.lin,b.chen,etal.engineering an almost all-waterborne system for transparent yetsuperhydrophobic surfaces with high liquid impalement resistance[j].nanoletters,2023,24(1):187-194.)，所以人们在制备水性含氟丙烯酸酯聚合物中，一般通过乳液聚合来实现，但乳化过程中加入的乳化剂，大多具有毒性，且环境不友好。
技术实现思路
1、本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种水性含氟丙烯酸酯聚合物溶液、涂层的制备方法。
2、众所周知，含氟丙烯酸酯单体具有较好的疏水性，极难在水中溶解。本专利技术在聚合反应时，引入含氟丙烯酸酯单体和可质子化烯基单体，使得聚合物链上同时含
3、具体的，本专利技术采用的技术方案为：丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸氟代烷基酯以及可质子化烯基单体在引发剂的作用下共聚，得到丙烯酸酯共聚物。向所述丙烯酸酯共聚物中加入酸进行质子化，加入水稀释后得到含氟丙烯酸酯水溶液。其中，丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸氟代烷基酯以及可质子化烯基单体摩尔比为0.1～10：0.1～10：0.1～5；
4、在本专利技术提供的水性含氟丙烯酸酯溶液的制备方法中，还可以具有这样的特征：丙烯酸羟烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯中的任意一种或多种。
5、在本专利技术提供的水性含氟丙烯酸酯溶液的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述甲基丙烯酸氟代烷基酯选自甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或甲基丙烯酸十七氟癸酯中任一种或多种。
6、在本专利技术提供的水性含氟丙烯酸酯聚合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述可质子化烯基单体选自n-异丙基丙烯酰胺、n，n-二甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸二甲胺乙酯中的任意一种。
7、在本专利技术提供的水性含氟丙烯酸酯聚合物的制备方法中，当共聚物中胺类物质的含量较低时，聚合物链段只有少量质子化，使得聚合物没法溶解在水中。只有当共聚物中胺类物质的含量达到一定的比例时，含氟丙烯酸酯聚合物才能溶于水中，形成含氟丙烯酸酯聚合物的水溶液：丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸氟代烷基酯以及可质子化烯基单体的摩尔比优选为(2-6)：(3-5)：(0.5-5)。在本专利技术的实施例中，丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸氟代烷基酯以及可质子化烯基单体摩尔比为5-6.5:1:1.27。
8、在本专利技术提供的水性含氟丙烯酸酯聚合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：稀释的去离子水是原有机溶剂的5-10倍质量。
9、在本专利技术提供的水性含氟丙烯酸酯聚合物的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述酸选自硫酸、盐酸或乙酸中的任意一种。
10、在本专利技术提供的水性低含氟丙烯酸酯溶液的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述有机溶剂选自异丙醇、无水甲苯或乙酸丁酯中的任意一种，所述引发剂选自偶氮二异庚腈或偶氮二异丁腈中的任意一种。
11、在本专利技术提供的水性低含氟丙烯酸酯溶液的制备方法中，还可以具有这样的特征：所述引发剂的浓度的质量百分比为0.1％～1％，引发聚合反应的温度为40～100℃；引发聚合反应的时间为2～10h；酸化反应的时间为0.5～2h。
12、在本专利技术提供的水性低含氟丙烯酸酯溶液的制备方法中，还可以具有这样的特征：步骤(2)中所述质子化的反应时间为0.5～2h。
13、基于以上制备的良好水溶性的含氟丙烯酸酯聚合物溶液，本专利技术还提供疏水的含氟丙烯酸酯聚合物涂层的制备方法，具体为，将前述水性含氟丙烯酸酯聚合物溶液涂布在基体表面，在60℃鼓风烘箱中干燥得聚合物涂层。将聚合物溶液涂覆在基体上成膜时，聚合物溶液中的水和酸类物质会逐渐挥发，聚合物溶液中的胺类物质会逐渐去质子化，这时聚合物链段又由正电荷转换为电中性，变得较为疏水，同时聚合物链段上的c-f键具有低表面能，使得涂层具有高度的疏水性。
14、本专利技术的有益效果在于：
15、(1)根据本专利技术所涉及的水性含氟丙烯酸酯溶液的制备方法，制备过程中使用了可质子化烯基单体和少量酸溶液，烯基上的基团发生质子化，使得整个分子链段带正电荷，聚合物链变的亲水，从而确保了含氟丙烯酸酯聚合物溶解在水中。
16、(2)根据本专利技术所涉及的水性含氟丙烯酸酯聚合物的制备方法中，聚合物在固化形成膜后，形成的接触角为103.2°。
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1.一种水性含氟丙烯酸酯聚合物的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中单体1为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯中任一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，甲基丙烯酸氟代烷基酯为甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或甲基丙烯酸十七氟癸酯中任一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可质子化烯基单体为N-异丙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸二甲胺乙酯中任一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的有机溶剂为异丙醇、无水甲苯或乙酸丁酯中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中的酸溶液为盐酸溶液、硫酸溶液或乙酸溶液中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的所述引发剂为偶氮二异庚腈或偶氮二异丁腈中的任意一种；步骤(1)中的所述引发剂的质量百分数为0.1％～1％；引发聚合反应的温度为40～100℃；引发聚合反应的时间为2～10h。
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1.一种水性含氟丙烯酸酯聚合物的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中单体1为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯中任一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，甲基丙烯酸氟代烷基酯为甲基丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或甲基丙烯酸十七氟癸酯中任一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可质子化烯基单体为n-异丙基丙烯酰胺、n，n-二甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸二甲胺乙酯中任一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的有机溶剂为异丙醇、无水甲苯或乙酸丁酯中的任意一种。
...【专利技术属性】
技术研发人员：涂书画，许华君，张乐乐，冯杰，许少宏，宋志鹏，
申请(专利权)人：杭州海维特化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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