三嵌段杂合氟硅聚合物及其制备方法与流程

文档序号:11893950阅读:151来源:国知局

本发明涉及高分子化合物技术领域,尤其是一种三嵌段杂合氟硅聚合物,及其制备方法。



背景技术:

有机硅涂层具有许多独特的性能,如耐候、耐老化、耐臭氧、憎水、难燃等,这些优异性能为其他的有机高分子涂层所不能比拟和替代。因此,有机硅涂层在航空航天、电子电气、化工纺织、医疗卫生、机械建筑等领域均已得到了广泛的应用。然而,有机硅涂层在有机溶剂、燃烧油、润滑油的溶胀度较大。另外,有机硅涂层的表面能尽管已经很小,为21~22mN/m,但还不够理想。这些都大大限制了有机硅涂层的应用。目前最为有效的方法是将含氟基团引入有机硅涂层中,全氟烷表面能为10mN/m,表面能远远小于有机硅树脂。将氟烷基引入到硅氧烷链,可以得到柔性、超低表面能、低摩擦系数的涂层,使得有机硅涂层应用于更多的领域。

目前,文献报道的将含氟基团引入有机硅涂层主要采用两种途径:一是有机硅合成的过程中,加入含氟硅烷进行共聚;二是利用有机硅树脂中的α氢,将含氟单体接枝到有机硅树脂中。这两种方法均是将氟烷基引入到有机硅树脂的侧链上,且采用的均是含有氟烷基的小分子。利用现有的含氟大分子进行有机硅树脂的共聚改性未见报道。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的不足,提出一种三嵌段杂合氟硅聚合物,能解决有机硅涂层在有机溶剂和燃烧油中膨胀系数较大,表面能不够理想的问题。

为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:一种三嵌段杂合氟硅聚合物,其特征在于:结构式如下:

其中:Rf为含氟链段,Rsi为含硅链段,R1为异氰酸酯中两个NCO的间隔基团。

进一步地,含氟链段为、、、、、或,分子量为100~5000。

进一步地,含硅链段为,其中X为CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、C6H5、F、Cl、Br、I的一种。

进一步地,R1为如下结构中的一种:

一种如上所述三嵌段杂合氟硅聚合物的制备方法,包括以下步骤:

⑴、按照重量份配比称取各组分:

端羟基氟聚合物 50

异氰酸酯 1~10

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮 0.1~5

有机锡类催化剂 0.01~1

溶剂 200~300

硅烷乙烯单体 1~100;

⑵、将端羟基氟聚合物、异氰酸酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、有机锡类催化剂溶于部分溶剂中,部分溶剂占溶剂总重量的50%~70%;搅拌并升温至50~90℃,恒温反应3~8h;

⑶、降至30~60℃后,加入硅烷乙烯单体和余下溶剂的混合溶液,通入氮气,在紫外等照射下反应1~24h,得到三嵌段杂合氟硅聚合物。

进一步地,端羟基氟聚合物为偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物、偏氟乙烯-全氟正丙基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-全氟正丙基乙烯基醚共聚物、全氟聚醚中的一种,且聚合物端基为羟基。

进一步地,异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二异氰酸基-3,3'-二甲基联苯、2,4-甲基苯异氰酸酯、2,6-甲基苯异氰酸酯中的一种。

进一步地,溶剂是苯类、酯类、酮类中的一种。

进一步地,有机硅单体的结构式为:,其中,X可以为CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、C6H5、F、Cl、Br、I的一种。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:三嵌段杂合氟硅涂层固化后具有良好的附着力和优异的表面惰性,可用于超轻离型剂,也可以作为船舶保护涂层,加入二胺、二酚、硅烷偶联剂等固化剂后得到氟硅杂合涂层。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

实施例1

端羟基全氟聚醚50份、异佛尔酮异氰酸酯2份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮 0.1份、二月桂酸异丁烯0.02份溶于第一部分丙酮溶剂(60份)中,加入到反应釜中,80恒温反应一段时间,降至60后,迅速加入硅烷乙烯单体50份和第二部分丙酮溶剂(40份)的混合溶液,通入氮气一段时间后,在紫外等照射下进行光聚合反应,得到三嵌段杂合氟硅聚合物如下:

将其用KH550进行固化后,可得到对PET薄膜附着力良好的涂层性能如下:

实施例2

端羟基VDF-HFP橡胶50份、六亚甲基异氰酸酯3份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮 0.6份、二月桂酸异丁烯0.1份溶于第一部分乙酸乙酯溶剂(50份)中,加入到反应釜中,80恒温反应一段时间,降至60后,迅速加入硅烷乙烯单体50份和第二部分丙酮溶剂(50份)的混合溶液,通入氮气一段时间后,在紫外等照射下进行光聚合反应,得到三嵌段杂合氟硅聚合物如下:

采用AF和KH550进行双重固化,得到的性能如下

实施例3

端羟基全氟聚醚50份、异佛尔酮异氰酸酯2份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮 0.1份、二月桂酸异丁烯0.02份溶于第一部分丙酮溶剂(60份)中,加入到反应釜中,80恒温反应一段时间,降至60后,迅速加入含氟乙烯基硅烷单体50份和第二部分丙酮溶剂(40份)的混合溶液,通入氮气一段时间后,在紫外等照射下进行光聚合反应,得到三嵌段杂合氟硅聚合物如下:

与实施例1相比,由于含氟乙烯基硅烷的引入,使得表面降低到9mN/m。其性能如下:

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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