專利名稱：一種低表面能氟硅聚合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種低表面能氟硅聚合物及其制備方法，涉及有機氟聚合物涂料領(lǐng)域，特 別涉及氟硅聚合物之海洋防污涂料。
背景技術(shù)：
氟硅聚合物具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、電絕緣性、耐大氣老化性等特性，在 現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著極為重要的作用。在涂料方面，采用氟硅聚合物配制的有機氟涂料的機 械性能、耐候性、抗污性、耐化學(xué)品性能等十分優(yōu)良，含氟硅建筑涂料、含氟硅防腐涂料、含 氟硅海洋防污涂料、含氟硅航空涂料等也正逐步為人們所接受，并引起了涂料市場的擴張 和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。制備氟硅聚合物的方法眾多，所制備的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)也存在很大的區(qū)別，目前研究較 多，應(yīng)用較廣的主要為氟硅嵌段型共聚物。如公開號為CN101(^9207的中國專利使用氟硅 嵌段聚合物發(fā)明了一種低表面能海洋防污涂料，該涂料以聚二甲基硅氧烷_b-聚甲基丙烯 酸甲酯_b-聚七氟丁基甲基丙烯酸酯三院氟硅嵌段共聚物為基料涂料，具有防污效果穩(wěn) 定，使用壽命長等特點。雖然該涂料實現(xiàn)了涂層的低表面能性，且具有穩(wěn)定的防污效果。但 是由于整個涂料樹脂都采用氟硅嵌段型共聚物，氟硅嵌段型共聚物為該涂料的主要成分， 用量較大，成本較高。因此，尋求以更簡捷方法以制備具有更加優(yōu)良的低表面能性質(zhì)的氟硅聚合物，成 為業(yè)內(nèi)外關(guān)注的重要課題。高氟烷基支鏈型氟硅聚合物充分發(fā)揮了有機硅和氟碳的低表面能性質(zhì)，具有更低 的表面能，在涂料中添加少量就能使涂層具有很低的表面能，目前相關(guān)研究較少，還沒有比 較成熟的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低表面能氟硅聚合物制備方法，以效率高的硅氫加成 法，提供一種兼具優(yōu)良的憎水、憎油性能的高氟烷基支鏈型氟硅聚合物，以滿足市場對優(yōu)良 的低表面能氟硅聚合物海洋防污涂料需求。(—)本發(fā)明低表面能氟硅聚合物，是采用有機硅聚合物、全氟烷基單體、催化劑 和溶劑為原料，其中有機硅聚合物為含氫硅油，其含氫量為1.0^-1.8%,全氟烷基單體為 全氟烷基乙基丙烯酸酯，全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯和全氟烷基乙烯中一種，兩種，或三 種，催化劑為氯鉬酸，溶劑為二甲苯；各原料物按質(zhì)量份額比為含氫硅油全氟烷基單體 催化劑溶劑=60 80 10 M 0. 001 0. 005 30 50，進行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn) 物凈化提純后制備獲得上述全氟烷基單體三種中之一種的高氟烷基支鏈型氟硅聚合物，其 中兩種或三種的高氟烷基支鏈型氟硅聚合物混合物。上述全氟烷基乙基丙烯酸酯，有通式CxF25mC2H4OCOCH = CH2，式中 X = 6，8，10，12 ；
上述全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯，有通式CYF2Y+1C2H4OC(CH3)CH = CH2，式中 Y = 6,8,10，12，上述全氟烷基乙烯，有通式CH2 = CHCZF2Z+1，式中 Z = 6，8。( 二)制備上述低表面能氟硅聚合物的工藝步驟是(1)、準(zhǔn)備原料物按比例稱量原料物含氫硅油、全氟烷基單體、二甲苯和氯鉬酸，加入到預(yù)先干燥過 的反應(yīng)釜中，攪拌均勻。(2)、產(chǎn)物制備及反應(yīng)條件待原料物混合均勻后，通入氮氣15min后開始加熱，加熱反應(yīng)的溫度為90 120°C，反應(yīng)時間為28 16小時，反應(yīng)時間隨反應(yīng)溫度增高而相應(yīng)減少。(3)、產(chǎn)物提純處理反應(yīng)結(jié)束后，對反應(yīng)產(chǎn)物進行萃取、減壓蒸餾和精餾提純處理，催化劑經(jīng)萃取回 收，未反應(yīng)完全的全氟烷基單體和溶劑經(jīng)減壓蒸餾和精餾被除去，制成高氟烷基支鏈型氟 硅聚合物。本發(fā)明創(chuàng)造性在于采用了效率高的硅氫加成法，即通過硅氫化反應(yīng)，制備獲得了 具有優(yōu)異低表面能性質(zhì)的高氟烷基支鏈型氟硅聚合物，其制備過程中涉及的化學(xué)反應(yīng)有
權(quán)利要求
1.一種低表面能氟硅聚合物，是采用有機硅聚合物、全氟烷基單體、催化劑和溶劑為原 料，其中有機硅聚合物為含氫硅油，其含氫量為1.0% _1.8%，全氟烷基單體為全氟烷基乙 基丙烯酸酯，全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯和全氟烷基乙烯中一種，兩種，或三種，催化劑為 氯鉬酸，溶劑為二甲苯；各原料物按質(zhì)量份額比為含氫硅油全氟烷基單體催化劑溶 劑=60 80 10 M 0. 001 0. 005 30 50，進行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物凈化提純 后制備獲得上述全氟烷基單體三種中之一種的高氟烷基支鏈型氟硅聚合物，其中兩種或三 種的高氟烷基支鏈型氟硅聚合物混合物，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低表面能氟硅聚合物，所采用的全氟烷基乙基丙烯酸 酯，有通式CxF25mC2H4OCOCH = CH2，式中 X = 6，8，10，12。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低表面能氟硅聚合物，所采用的全氟烷基乙基甲基丙烯 酸酯，有通式CYF2Y+1C2H4OC(CH3)CH = CH2，式中 Y = 6，8，10，12。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低表面能氟硅聚合物，所采用的全氟烷基乙烯，有通式CH2 = CH CZF2Z+1，式中 Z = 6，8。
5.制備如權(quán)利要求1所述的一種低表面能氟硅聚合物的工藝步驟是(1)、準(zhǔn)備原料物按比例稱量原料物含氫硅油、全氟烷基單體、二甲苯、氯鉬酸，加入到預(yù)先干燥過的反 應(yīng)釜中，攪拌均勻。O)、制備產(chǎn)物及反應(yīng)條件待原料物混合均勻后，通入氮氣15min后開始加熱，加熱反應(yīng)的溫度為90 120°C，反 應(yīng)時間為28 16小時，反應(yīng)時間隨反應(yīng)溫度增高而相應(yīng)減少。(3)、產(chǎn)物提純處理反應(yīng)結(jié)束后，對反應(yīng)產(chǎn)物進行萃取、減壓蒸餾和精餾提純處理，催化劑經(jīng)萃取回收，未 反應(yīng)完全的全氟烷基單體和溶劑經(jīng)減壓蒸餾和精餾被除去，制成高氟烷基支鏈型氟硅聚合 物。
全文摘要
本發(fā)明一種低表面能氟硅聚合物及其制備方法，涉及有機氟聚合物涂料領(lǐng)域，本發(fā)明采用有機硅聚合物、全氟烷基單體、催化劑和溶劑為原料，上述各原料物依次按質(zhì)量份額比60～80∶10～24∶0.001～0.005∶30～50，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)凈化提純后，制備獲得上述全氟烷基單體三種中之一種的高氟烷基支鏈型氟硅聚合物，其中兩種或三種的高氟烷基支鏈型氟硅聚合物混合物，本發(fā)明采用過渡金屬的配位化合物進行催化反應(yīng)，反應(yīng)條件溫和，流程短，工藝簡單，選擇性好，產(chǎn)率高，所制備的聚合物為高氟烷基支鏈型氟硅聚合物，由于其主鏈為硅氧直鏈結(jié)構(gòu)無其他碳氧結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈為高氟含量的全氟烷基，能充分發(fā)揮有機硅和氟碳聚合物的低表面能性，故獲得優(yōu)異的低表面能性質(zhì)。
文檔編號C09D5/16GK102134323SQ20111003106
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者劉蘭軒, 劉秀生, 崔盼, 張迎平, 汪洋, 苗毅 申請人:武漢材料保護研究所