一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法及应用，属于氟硅聚合物技术领域，通过甲基乙基二氯硅烷和三氟丙基甲基二氯硅烷共水解制备的氟硅共聚物既具有优良的耐低温性又具有良好的耐油性,并将其应用于制备氟硅聚合物薄膜，所得氟硅聚合物薄膜既具有优良的耐低温性又具有良好的耐油性，该膜一方面可以分离油水混合物并且具有很高的选择性和通量，另一方面可以吸附有机相中的污染物，这对油水分离和有机溶剂的回收有着重要意义。

Preparation and application of a kind of fluorosilicone polymer with oil repellency and temperature resistance

【技术实现步骤摘要】
一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法及应用
本专利技术涉及氟硅聚合物
，具体涉及一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法及应用。
技术介绍
氟硅橡胶是一种改性硅橡胶，即硅橡胶的硅氧烷侧链上引入含氟基团(如三氟丙基)，氟硅橡胶保持了硅橡胶的耐气候性、耐寒性、回弹性、压缩复原性、耐热性等优异的性能，而且由于氟原子具有极大的吸电子效应，加上C-F键的键长较短，能对C-C键形成较好的屏蔽效应，使其还同时具备氟橡胶的耐油、耐溶剂性能，使其在汽车和飞机隔膜、垫圈、密封圈及密封剂等橡胶制品中得到广泛的应用。随着科技的不断发展和进步，近几年来航空航天工业和汽车不断得到了飞速发展，对使用在该领域的橡胶材料在耐温、耐油性能方面不断提出更高的要求以适应更加苛刻的使用环境。目前氟硅橡胶的耐低温性及耐油性均有待提高。近年来，含油污水的排放以及油品外泄给社会和环境带来了很大威胁，传统油水分离材料已不能满足需求，膜分离法作为一种分离效率高、速度快的新型油水分离方式备受关注。通过将氟硅橡胶制备成膜并应用于油水分离目前还没有相关报道，这对油水分离有着重要意义，也进一步拓宽了氟硅橡胶的应用范围。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，以甲基乙基二氯硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷为原料、三甲基氯硅烷为封端剂，通过水解反应制得，并将其应用于制备氟硅聚合物薄膜，所得氟硅聚合物薄膜既具有优良的耐低温性又具有良好的耐油性，可作为油水分离材料使用。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，以甲基乙基二氯硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷为原料、三甲基氯硅烷为封端剂，通过水解反应制得，反应方程式如下：其中，x是0-0.4mol，y是0-0.4mol。优选的，上述一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，具体包括以下步骤：(1)单体的水解反应：将三甲基氯硅烷、甲基乙基二氯硅烷及三氟丙基甲基二氯硅烷溶解于二氯甲烷中，搅匀得混合溶液，备用；在氮气保护的容器中加入饱和的碳酸氢钠溶液，室温下缓慢滴加上述混合溶液，3h滴完，升温到34℃保温反应2h得到反应产物；(2)氟硅聚合物的分离纯化：将上述反应产物倒入分液漏斗，分层，取有机层，分别用去离子水、饱和碳酸氢钠溶液进行水洗、碱洗若干次，干燥、减压蒸馏，制得氟硅聚合物。优选的，所述步骤(1)中二氯甲烷用量为100mL，饱和碳酸氢钠溶液用量为100mL。本专利技术还包括一种氟硅聚合物，采用上述所述的一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法制备而成。本专利技术还包括一种氟硅聚合物薄膜，采用上述所述的氟硅聚合物制备而成，所述氟硅聚合物薄膜的制备方法为：将所述氟硅聚合物溶解在乙酸乙酯溶液中，搅拌得到均一透明的溶液；以硅片为基底，在匀胶机上涂膜，以一定的转速旋涂；将旋涂成膜烘干即可得到氟硅聚合物薄膜。优选的，所述乙酸乙酯溶液浓度为15％，所述搅拌时间15min。优选的，所述转速为5000r/min，旋涂2min。优选的，所述烘干过程为：首先将旋涂成膜在80℃烘干30min，然后在160℃焙烘5min。本专利技术的有益技术效果为：含有三氟丙基甲基硅氧烷链节的聚合物具有优异的耐油性，而甲基乙基硅氧烷由于链结构的不贵整性具有良好的耐低温性能，所以通过甲基乙基二氯硅烷和三氟丙基甲基二氯硅烷共水解制备的氟硅共聚物既具有优良的耐低温性又具有良好的耐油性，并将其应用于制备氟硅聚合物薄膜，所得氟硅聚合物薄膜既具有优良的耐低温性又具有良好的耐油性，该膜一方面可以分离油水混合物并且具有很高的选择性和通量，另一方面可以吸附有机相中的污染物，这对油水分离和有机溶剂的回收有着重要意义。附图说明图1为本专利技术实施例4所得氟硅聚合物的红外谱图；图2为本专利技术实施例4氟硅聚合物薄膜的AFM图，(a)硅片涂覆氟硅聚合物薄膜前，(b)硅片涂覆氟硅聚合物薄膜后；图3为本专利技术实施例4氟硅聚合物薄膜的接触角测试图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，具体包括以下步骤：(1)单体的水解反应：将21.72g(0.2mol)三甲基氯硅烷，14.31g(0.1mol)甲基乙基二氯硅烷，63.33g(0.3mol)三氟丙基甲基二氯硅烷溶解于100mL二氯甲烷中，搅匀得混合溶液，备用；在配有温度计、磁力搅拌器、冷凝回流管及氮气保护的500mL三口烧瓶中加入100mL饱和的碳酸氢钠溶液，室温下缓慢滴加上述混合溶液，3h滴完，升温到34℃保温反应2h得到反应产物；(2)氟硅聚合物的分离纯化：将上述反应产物倒入分液漏斗，分层，取有机层，分别用去离子水、饱和碳酸氢钠溶液进行水洗、碱洗若干次，干燥、减压蒸馏，制得氟硅聚合物。实施例2一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，具体包括以下步骤：(1)单体的水解反应：将21.72g(0.2mol)三甲基氯硅烷，28.62g(0.2mol)甲基乙基二氯硅烷，42.22g(0.2mol)三氟丙基甲基二氯硅烷溶解于100mL二氯甲烷中，搅匀得混合溶液，备用；在配有温度计、磁力搅拌器、冷凝回流管及氮气保护的500mL三口烧瓶中加入100mL饱和的碳酸氢钠溶液，室温下缓慢滴加上述混合溶液，3h滴完，升温到34℃保温反应2h得到反应产物；(2)氟硅聚合物的分离纯化：将上述反应产物倒入分液漏斗，分层，取有机层，分别用去离子水、饱和碳酸氢钠溶液进行水洗、碱洗若干次，干燥、减压蒸馏，制得氟硅聚合物。实施例3一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，具体包括以下步骤：(1)单体的水解反应：将21.72g(0.2mol)三甲基氯硅烷，57.24g(0.4mol)甲基乙基二氯硅烷，84.44g(0.4mol)三氟丙基甲基二氯硅烷溶解于100mL二氯甲烷中，搅匀得混合溶液，备用；在配有温度计、磁力搅拌器、冷凝回流管及氮气保护的500mL三口烧瓶中加入100mL饱和的碳酸氢钠溶液，室温下缓慢滴加上述混合溶液，3h滴完，升温到34℃保温反应2h得到反应产物；(2)氟硅聚合物的分离纯化：将上述反应产物倒入分液漏斗，分层，取有机层，分别用去离子水、饱和碳酸氢钠溶液进行水洗、碱洗若干次，干燥、减压蒸馏，制得氟硅聚合物。实施例4一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，具体包括以下步骤：(1)单体的水解反应：将21.72g(0.2mol)三甲基氯硅烷，42.93g(0.3mol)甲基乙基二氯硅烷，21.11g(0.1mol)三氟丙基甲基二氯硅烷溶解于100mL二氯甲烷中，搅匀得混合溶液，备用；在配有温度计、磁力搅拌器、冷凝回流管及氮气保护的500mL三口烧瓶中加入100mL饱和的碳酸氢钠溶液，室温下缓慢滴加上述混合溶液，3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，其特征在于，以甲基乙基二氯硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷为原料、三甲基氯硅烷为封端剂，通过水解反应制得，反应方程式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，其特征在于，以甲基乙基二氯硅烷、三氟丙基甲基二氯硅烷为原料、三甲基氯硅烷为封端剂，通过水解反应制得，反应方程式如下：



其中，x是0-0.4mol，y是0-0.4mol。


2.根据权利要求1所述的一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)单体的水解反应：将三甲基氯硅烷、甲基乙基二氯硅烷及三氟丙基甲基二氯硅烷溶解于二氯甲烷中，搅匀得混合溶液，备用；在氮气保护的容器中加入饱和的碳酸氢钠溶液，室温下缓慢滴加上述混合溶液，3h滴完，升温到34℃保温反应2h得到反应产物；
(2)氟硅聚合物的分离纯化：将上述反应产物倒入分液漏斗，分层，取有机层，分别用去离子水、饱和碳酸氢钠溶液进行水洗、碱洗若干次，干燥、减压蒸馏，制得氟硅聚合物。


3.根据权利要求2所述的一种具有疏油性且耐温的氟硅聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炉青，李天宇，张建新，张书香，张亚彬，宗传永，戚心，刘道鑫，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37