具有拒油性的耐溶剂的聚二甲基硅氧烷聚合物及其生产方法技术

本发明专利技术提供了具有拒油性的耐溶剂的聚二甲基硅氧烷聚合物及其生产方法。所述聚合物通过经化学交联使粘性流体混合物固化而制得，所述粘性流体混合物由具有反应活性分子和一种或多种可选的固体或液体添加剂的配方的交联性前体形成，反应活性分子由二甲基硅氧烷主链和一种或多种侧链反应活性硅烷基元构成。

Polydimethylsiloxane polymer with oil repellency and solvent resistance and its production method

【技术实现步骤摘要】
具有拒油性的耐溶剂的聚二甲基硅氧烷聚合物及其生产方法
本专利技术涉及一种耐溶剂且拒油的聚二甲基硅氧烷聚合物，更具体而言，由二甲基硅氧烷主链和一种或多种侧链反应活性硅烷基元构成的反应活性分子形成的聚二甲基硅氧烷聚合物。
技术介绍
具有改善的拒油性的耐溶剂聚合物在从建筑到电子和医疗器件的领域具有重要技术意义1,2。在光学器件、窗户和太阳能电池板上的自清洁和易清洁涂层、抗污管、筒和医疗器件上的涂料应用方面存在不断增长的需求3,4。此外，拒油材料在使用有机前体的用于成型、复制和材料制造的微米/纳米级结构的微型制造中受到高度青睐5,6。氟化聚合物目前是开发具有耐溶剂性和拒油性的涂料或基础材料的主要选择。例如，Teflon类材料已用作各种基底上的涂料以及管和筒用基础材料。已用于开发耐溶剂微流体7。全氟聚醚代表另一类具有增强的耐溶剂性和拒油性的氟化聚合物7,8。与Teflon相比，全氟聚醚在化学合成上具有更大灵活性9,10,11。其可以化学交联并且可以针对各种用途用其他化学基元进行化学修饰12,13。交联聚醚已用于微米/纳米级结构的成型和复制，以及由有机前体量产颗粒14。全氟聚醚弹性体还已用于开发耐溶剂微流体15。不过，这些氟化聚合物难以制备，并且使用氟化分子还有环境上的顾虑。硅烷类聚合物代表开发拒液涂料的另一种选择16。交联硅烷类聚合物显示出优异的弹性，已广泛用作微米/纳米结构的成型和复制以及微流体的制备中的基础材料17,18。不过，那些硅烷类聚合物很少耐溶剂，它们可以被从乙醇和丙酮至四氢呋喃和氯仿的很多有机溶剂溶胀，这极大地限制了其在使用有机前体时的用途5。例如，市售道康宁Sylgard184硅酮弹性体是成型和复制用于各种目的的各种微米/纳米结构(如颗粒制备、微通道和微流体制备、细胞培养和取样)中有名和典型的实例。Sylgard184具有双成分配方以供热交联获得具有疏水表面的透明硅酮弹性体，其杨氏模量可以通过调节成分的比率来调节。不过，Sylgard184显示出较差的耐溶剂性，可以被很多有机液体溶胀。拒油涂料的最新研究显示，基底上固定化的聚二甲基硅氧烷聚合物刷在接枝后的基底可耐受沉积有机液体时可以显示出改善的拒油性。例如，固定在硅晶片或载玻片上的聚二甲基硅氧烷聚合物或共聚物刷显示出对撞油滴可以迅速滑下的极好拒油性19,20。此外，通过将聚二甲基硅氧烷聚合物或共聚物刷接枝到高度交联的聚氨酯上，这种修饰可以显著改善聚氨酯基础层的拒油性21。不过，对于那些基于聚合物刷的表面修饰或涂料开发，通常需要复杂的修饰过程，这种策略难以用于开发用于成型和复制的基础材料。引用文献列表：1.WangST,LiuKS,YaoX,JiangL.BioinspiredSurfaceswithSuperwettability:NewInsightonTheory,Design,andApplications.ChemRev2015,115(16):8230-8293.2.邓国宏,余立新,郝继华,陈翠仙,李琳.聚乙烯醇/二氧化硅共混膜的制备及耐温,耐溶剂性能研究.高分子材料科学与工程2001,17(6):122-125.3.YaoX,SongYL,JiangL.ApplicationsofBio-InspiredSpecialWettableSurfaces.AdvMater2011,23(6):719-734.4.刘朝杨.透明超疏水疏油涂层及高活性纳米催化剂的研究.万方数据资源系统,2013.5.LeeJN,ParkC,WhitesidesGM.Solventcompatibilityofpoly(dimethylsiloxane)-basedmicrofluidicdevices.AnalChem2003,75(23):6544-6554.6.HenselR,HelbigR,AlandS,VoigtA,NeinhuisC,WernerC.Tunablenano-replicationtoexploretheomniphobiccharacteristicsofspringtailskin.NpgAsiaMater2013,5.7.RenKN,DaiW,ZhouJH,SuJ,WuHK.Whole-Teflonmicrofluidicchips.PNatlAcadSciUSA2011,108(20):8162-8166.8.HondaK,MoritaM,MasunagaH,SasakiS,TakataM,TakaharaA.Room-temperaturenanoimprintlithographyforcrystallinepoly(fluoroalkylacrylate)thinfilms.SoftMatter2010,6(5):870-875.9.YaoX,DunnSS,KimP,DuffyM,AlvarengaJ,AizenbergJ.FluorogelElastomerswithTunableTransparency,Elasticity,ShapeMemory,andAntifoulingProperties**.AngewChemIntEdit2014,53(17):4418-4422.10.吕巧儿,徐伟箭.一种新型的氟碳涂料——全氟聚醚氟涂料.化工新型材料2001,29(10):11-13.11.张恒,崔若辉,朱继伟,任鹤.全氟聚醚的合成与性能.有机氟工业2008,1(3):1-34.12.HuZK,ChenL,BettsDE,PandyaA,HillmyerMA,DeSimoneJM.OpticallyTransparent,AmphiphilicNetworksBasedonBlendsofPerfluoropolyethersandPoly(ethyleneglycol).JAmChemSoc2008,130(43):14244-14252.13.WangYP,BettsDE,FinlayJA,BrewerL,CallowME,CallowJA,etal.PhotocurableAmphiphilicPerfluoropolyether/Poly(ethyleneglycol)NetworksforFouling-ReleaseCoatings.Macromolecules2011,44(4):878-885.14.MortonSW,HerlihyKP,ShopsowitzKE,DengZJ,ChuKS,BowermanCJ,etal.ScalableManufactureofBuilt-to-OrderNanomedicine:Spray-AssistedLayer-by-LayerFunctionalizationofPRINTNanoparticles.AdvMater2013,25(34):4707-4713.15.RollandJP,VanDamRM,SchorzmanDA,QuakeSR,DeSimoneJ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐溶剂且拒油的聚合物，其通过经化学交联使粘性流体混合物固化而制得，所述粘性流体混合物由具有反应活性分子和一种或多种可选的固体或液体添加剂的配方的交联性前体形成，所述反应活性分子由二甲基硅氧烷主链和一种或多种侧链反应活性硅烷基元构成。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐溶剂且拒油的聚合物，其通过经化学交联使粘性流体混合物固化而制得，所述粘性流体混合物由具有反应活性分子和一种或多种可选的固体或液体添加剂的配方的交联性前体形成，所述反应活性分子由二甲基硅氧烷主链和一种或多种侧链反应活性硅烷基元构成。


2.如权利要求1所述的聚合物，其中，所述二甲基硅氧烷主链由重复单元(SiMe2-O)n构成，n为1～100。


3.如权利要求2所述的聚合物，其中，所述二甲基硅氧烷主链中的重复单元(SiMe2-O)n的分子量为200～5000。


4.如权利要求1～3中任一项所述的聚合物，其中，所述侧链反应活性硅烷基元为封端的三烷氧基硅烷基元、烷基取代二烷氧基硅烷基元或烷基取代单烷氧基硅烷基元中的一种或多种。


5.如权利要求4所述的聚合物，其中，所述烷氧基为具有1～4个碳原子的烷氧基，所述烷基为具有1～4个碳原子的烷基。


6.如权利要求4所述的聚合物，其中，所述侧链反应活性硅烷基元为封端的三乙氧基硅烷基元、三甲氧基硅烷基元、烷基取代二乙氧基硅烷基元、烷基取代二甲氧基硅烷基元、烷基取代单乙氧基硅烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚希，刘鹏，
申请(专利权)人：香港城市大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44