一种超分子低表面能组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超分子低表面能组合物及其制备方法。目前具有低表面能的组合物，其使用氟化合物，且在底物上所构建低表面能表面的耐久性差。本发明专利技术的超分子低表面能组合物，其按质量百分比计的各组分为：含有长烷基侧链的聚硅氧烷4-15％，长链烷基丙烯酸酯单体10-30％，乳化剂0.5-2％，溶剂5-15％，去离子水66-74％，引发剂0.01-0.5％；含有长烷基侧链的聚硅氧烷与长链烷基丙烯酸酯单体通过疏水相互作用以超分子的方式结合。这种超分子低表面能组合物避免了氟化物的使用，并能提高所构建低表面能表面的耐久性。本发明专利技术制备过程简单，所得超分子低表面能组合物可以有效降低玻璃、织物纤维等基材的表面能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及功能高分子领域，具体地说是一种超分子低表面能组合物及其制备方 法。 技术背景 用于使底物具有较低表面能从而实现防水、防污和自清洁功能的组合物在本领域 早已熟知。当前具有低表面能的组合物主要有氣碳聚合物、有机娃树脂和特种改性材料等。 含氣化合物在生产和使用的过程中存在人类健康威胁和环境污染的问题，因此降低或者避 免氣化合物的使用是必须的。有机娃树脂作为低表面能材料在建筑和纺织领域早已经被 广泛应用，但一直W来存在的问题是有机娃树脂与底物的结合牢度差，所构建的低表面能 表面耐久性差，从而导致防水、防污和自清洁功能的寿命短。专利CN102084027A公开了一 种用于处理基材的高疏水表面的方法，它使用具有CFs基团作为官能团的有机硅烷W及碳 链长度较短且具有C&基团作为官能团的有机硅烷，通过化学气相沉积来形成混合自组装 单层（SAM)，由此获得高疏水性的表面。此方法技术简单、疏水性好，但使用了氣化物，且混 合自组装单层（SAM)的耐久性差。专利CN101500716A公开了一种用离子有机娃组合物处 理表面的方法，采用离子有机娃化合物涂覆于无机表面使经处理的表面具有优异的疏水性 质。此方法操作简单、疏水性较好，但其离子有机娃化合物的合成过程繁琐，且经处理后表 面疏水性的耐久性差。因此制备具有良好耐久性的低表面能组合物仍然是很大的挑战。 长期W来，丙締酸树脂用作胶黏剂在本领域内早已熟知，但丙締酸树脂并不具有 较低的表面能。理论上通过将有机娃树脂和丙締酸树脂相结合来克服现有的技术问题是可 行的。通常的聚合物组合是通过共价键连接的共聚物方式来实现的，但共聚物的合成过程 较为繁琐，而且合成和操作条件要求比较高。通过非共价键结合得到超分子共聚物提供了 聚合物组合方便有效的方法。超分子自组装的驱动力主要有氨键、静电相互作用、主客体相 互作用、31-31堆积、范德华力和亲疏水作用等。相比之下疏水作用驱动的超分子自组装更 具有可行性；一方面，能实现疏水作用的功能基团可W是较为普通的长烷基链，易于获得； 另外一方面，疏水缔合型增稠剂已经被广泛研究并实现工业化。该种通过超分子自组装所 获得的组合物可W控制特定组分在组装体内的特定位置，从而实现特定的功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的不足，提供一种超分子低 表面能组合物，其能避免氣化物的使用，做到绿色环保，又能提高在底物上所构建低表面能 表面的耐久性。 为此，本专利技术采用如下的技术方案；一种超分子低表面能组合物，其按质量百分比 计的各组分为；含有长烷基侧链的聚硅氧烷4-15 %，长链烷基丙締酸醋单体10-30 %，乳化 剂0. 5-2 %，溶剂5-15 %，去离子水66-74%，引发剂0. 01-0. 5 %;含有长烷基侧链的聚娃氧 烧与长链烷基丙締酸醋单体通过疏水相互作用W超分子的方式结合； 所述的长链烷基丙締酸醋单体选自具有结构通式（I)的化合物A1 :[000引其中，Ri为C追链烷基或C3_26支链烷基； 或者化合物A1与化合物A2的组合，化合物A2的结构通式（II); 其中，R2为H或者CH3(优选为H)斯为CH3、 Cs_i4碳环烷基或畑2)n〇H，其中n为1-6。 进一步，所述的化合物A1中，Ri优选为C12_2。直链或支链烷基，最优选为Cle或Cig 直链烷基。[001引进一步，所述的化合物A2中，Rs优选为邸3或（邸2)。地，其中n 为2或3 ;最优选为畑2)。0扎其中n为2或3。 进一步，含有长链烷基侧链的聚硅氧烷，其侧链优选为直链或支链烷基，最优 选为Cie或Ci8直链烷基。 进一步，所述的乳化剂为季锭盐类阳离子表面活性剂、烷基聚己二醇離系列非离 子表面活性剂、烷基醇与环氧己烧或环氧丙烷所生成加成物系列非离子表面活性剂中的一 种或任意组合，如季锭盐类阳离子表面活性剂优选D1221、1231、1827、1831，烷基聚己二醇 離系列非离子表面活性剂优选平平加-0、平平加-010、平平加-015、平平加-020,烷基醇 与环氧己烧或环氧丙烷所生成加成物系列非离子表面活性剂优选AE03、AE06、AE09、EH-3、 EH-6、EH-9 ;所述的溶剂选自烧类、醇类及離类中的一种或任意组合，如正己烧、环己烧、异 丙醇、正了醇、己酸己醋、己酸了醋、己二醇了離、二己二醇了離等；所述的引发剂为水溶性 无机类过硫酸盐氧化物、油溶性有机过氧化物、偶氮类化合物中的一种或任意组合，如过硫 酸钟、过硫酸锭、过氧化二苯甲酯、过氧化二异丙苯、偶氮二异了膳、偶氮二异庚膳等。 本专利技术还提供了上述超分子低表面能组合物的制备方法，其包括W下步骤： 1)制备含有长烷基侧链的聚硅氧烷； 2)加入长链烷基丙締酸醋单体、溶剂、乳化剂和去离子水进行自组装，获得超分子 组装体； 3)加入引发剂进行自由基聚合反应，制得超分子低表面能组合物。 进一步，步骤1)中，含长烷基侧链的聚硅氧烷是由含氨硅油、a-締姪化合物及 适量溶剂在氯销酸的催化下反应制得，含氨硅油；a-締姪化合物的质量比为1;〇.1-2(优 选为1 ;0. 5-2);含氨硅油的分子量（Mw)为1000-25000 (优选为2000-10000,最优选为 3000-6000)，娃氨键的质量百分比（SiH%)为0.1~1.8% (优选为0.2~1.5%，最优选 为0. 5~1. 2% );a-締姪化合物为C8_3。直链或支链结构，优选为Cle或C18直链或支链结 构；反应温度为120-150°C(优选为90-130°C)，反应时间为5-8小时（优选为2-5小时）。 所述的溶剂根据原料来选择相应的物质，如己酸了醋等。 进一步，步骤2)中，自组装反应的温度为30-50°C，反应时间为10-80分钟。 进一步，步骤3)中，自由基聚合反应的温度为50-80°C，反应时间为2-5小时。 本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术避免采用氣化物来构建低表面能组合物，实 现了绿色环保；采用超分子自组装的方式将聚硅氧烷和丙締酸醋单体结合到一起，引发丙 締酸醋单体的聚合，最终使得聚硅氧烷很好地铺展在丙締酸醋聚合物的上层，通过丙締酸 醋聚合物与基底结合，使低表面能表面具有良好的耐久性。本专利技术低表面能组合物的制备 过程简单，易于实现工业化。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术作进一步说明。 实施例1 将3g含氨硅油（Mw= 3000、SiH%= 0. 5% )、1.6g的n-十六締、1%的六氯销酸 异丙醇溶液0.06g、10g己酸了醋置于四口瓶中，装置包括蒸馈冷凝器，揽拌器W及内部温 度计，升温至120°C进行反应2小时，然后降温至40°C，加入lOg丙締酸十八醋（A1)、0. 5g 甲基丙締酸甲醋（A2)、0. 2gl831、0. 4g平平加0-20W及47. 5g水，混合物在40°C下揽拌30 分钟，进行自组装反应。然后升温至60°C，加入O.Olg过硫酸钟反应3小时。冷却后得到超 分子低表面能组合物巧1)。 实施例2 将3g含氨硅油（Mw= 5000、SiH%= 0. 5% )、1.8g的n-十八締、1%的六氯销 酸异丙醇溶当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超分子低表面能组合物，其按质量百分比计的各组分为：含有长烷基侧链的聚硅氧烷4‑15%，长链烷基丙烯酸酯单体10‑30%，乳化剂0.5‑2%，溶剂5‑15%，去离子水66‑74%，引发剂0.01‑0.5%；含有长烷基侧链的聚硅氧烷与长链烷基丙烯酸酯单体通过疏水相互作用以超分子的方式结合；所述的长链烷基丙烯酸酯单体选自具有结构通式(I)的化合物A1：其中，R1为C1‑26直链烷基或C3‑26支链烷基；或者化合物A1与化合物A2的组合，化合物A2的结构通式(II)：其中，R2为H或者CH3，R3为CH3、C5‑14碳环烷基或(CH2)nOH，其中n为1‑6。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈正坚，宋金星，王胜鹏，王洪清，施洪坤，陆林光，吴彬，陈八斤，杜蓉蓉，
申请(专利权)人：浙江传化股份有限公司，杭州传化精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33