一种氟硅接枝共聚物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于疏水疏油耐酸碱腐蚀化合物技术领域，具体涉及一种氟硅接枝共聚物及其制备方法与应用。本发明专利技术公布的氟硅接枝共聚物具有树枝状的网络分子结构，有利于全氟侧链取向朝外，避免全氟碳链交叉堆积，这样使氟原子达到最大的有效利用率，使其对主链及内部分子形成“屏蔽保护”，氟原子的电子云把碳碳主链很好地屏蔽起来，表面张力低的全氟烷基在保证了碳碳键的稳定性的同时，又起到优异的防水、防潮、防腐蚀等性能。腐蚀等性能。

【技术实现步骤摘要】
一种氟硅接枝共聚物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于疏水疏油耐酸碱腐蚀化合物
，具体涉及一种氟硅接枝共聚物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]消费电子产品主要包括智能手机、PC和平板电脑，家电、可穿戴设备、VR等，早已渗透到我们日常生活的方方面面。这些消费电子产品一方面，内部的电子器件多，遇水之后，性能严重下降，甚至无法使用；另一方面，它还要具有信号交流、声音传输、感光成像等功能，这些功能导致消费电子产品需要有多个部位对外界开放，这些开放的部位使得电子产品密封非常困难，成本高昂，此外，消费电子产品在使用过程中容易受到摔碰，摔碰后密封处容易产生缝隙，从而导致水容易进入电子产品内部，造成失灵或无法使用。因此，防水成为消费电子产品需要解决的关键难点技术之一。
[0003]现在市场上使用三防漆来覆盖电子产品表面以达到防水功能。三防漆的使用可保护电路免受损害，从而提高线路板的可靠性，增加其安全系数，并保证其使用寿命。但这些材料普遍存在异味重，维修难，有毒害，不环保，散热差，干燥慢等缺点。为解决该问题，亟待开发一种防水性能好，且环保无毒害的漆。
[0004]专利CN104271690 A公开了一种防水、防湿用涂料组合物，本专利技术提供一种防水、防湿用涂料组合物，含有：(I)具有基于(1)α位可以具有取代基的丙烯酸酯和(2)高软化点单体的结构单元的含氟聚合物，和(II)氟类溶剂，其中，上述α位可以具有取代基的丙烯酸酯具有直接与羧基形成酯键或经由二价的有机基团与羧基形成酯键的氟代烷基。根据本专利技术的涂料组合物，能够在各种材料、特别是要求高的耐化学侵蚀性的电子部件上形成良好的防水、防湿性覆膜而不会损害其性能，通过测试接触角发现，其效果有待进一步提高。
[0005]专利CN104592847A公开了一种电子部件用涂层剂。该涂层剂包括含氟化合物(1)和水性液态介质(2)，该涂层剂为溶液，含氟化合物(1)是具有(A)源自含氟丙烯酸酯单体的重复单元和(B)源自含有氨基的单体的重复单元的水溶性聚合物，含氟丙烯酸酯单体(A)是具有选自全氟代烷基、全氟代链烯基和全氟代醚基中的至少一种的含氟基和式－O－CO－CX＝CH2所示的不饱和基的单体，式中，X是氢原子、碳原子数1～6的直链状或支链状的烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、CFX1 X 2基、氰基、碳原子数1～21的直链状或支链状的氟代烷基、取代或非取代的苄基、取代或非取代的苯基，其中，X1和X2是氢原子、氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。然而同样由于其为直链结构，防水、防油效果有待进一步提高。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种氟硅接枝共聚物，该氟硅接枝共聚物不仅具有好的防水防油性能，且具有好的防化学腐蚀性能。本专利技术的另一目的在于提供一种氟硅接枝共聚物的制备方法，该制备方法简单易操作，适用于大规模生产。本专利技术的再一目的在于提供一种氟硅接枝共聚物的应用。
[0007]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种氟硅接枝共聚物，所述氟硅接枝共聚物的结构通式如下：
[0008][0009]R
f
为全氟碳链；R1、R3为脂肪族基团；A为O、S或N；R2为脂肪族基团、酯基、胺基、硫醚基团的一种或以上基团的组合a、b、c、d、e、f、g为大于1的整数。
[0010]本专利技术公布的氟硅接枝共聚物具有树枝状的网络分子结构，有利于全氟侧链取向朝外，避免全氟碳链交叉堆积，这样使氟原子达到最大的有效利用率，使其对主链及内部分子形成“屏蔽保护”，氟原子的电子云把碳碳主链很好地屏蔽起来，表面张力低的全氟烷基在保证了碳碳键的稳定性的同时，又起到优异的防水、防潮、防腐蚀等性能。
[0011]一种氟硅接枝共聚物的制备方法，包括如下步骤：
[0012](1)，在氮气的氛围下，将含氟丙烯酸酯单体、无氟甲基丙烯酸单体、活性氢单体、引发剂和含氟溶剂投入到反应容器中，在75℃的环境下搅拌反应8h；
[0013](2)，再将过量的多异氰酸酯单体与含氟溶剂投加于步骤(1)的反应容器中，在75℃搅拌反应8h；
[0014](3)，再将含氟丙烯酸酯单体、无氟甲基丙烯酸单体、活性氢单体、引发剂和含氟溶剂加到步骤(2)的反应容器中，在75℃的环境下搅拌反应8h后、冷却，得到氟硅接枝共聚物；
[0015]其中，含氟丙烯酸酯单体的通式为CH2＝C(
‑
X)
–
C(＝O)
–
Y
–
Z
–
Rf，其中X表示氢原子、直链或支链烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子；Y是
‑
O
‑
或
–
NH
‑
；Z是C1‑
C
10
脂肪族基团；Rf是C1‑
C6直链或支链氟烷基；多异氰酸酯为具有2个或2个以上的异氰酸酯基的化合物，且所述多异氰酸酯与步骤(1)中含氢基团的摩尔比为(1.2
‑
2)：1。
[0016]本专利技术通过设计三步接枝反应，使得氟硅接枝共聚物产生树枝状的网络分子结构，进而使其有优异的防水、防油和耐腐蚀能力。
[0017]本专利技术采用的异氰酸酯单体是至少有2个异氰酸酯基团，并且置于第二步投料，主要的作用是与第一步和第三步反应的含氢单体中的活泼氢反应，链接第一步与第三步，从而使氟硅接枝共聚物分子结构为树枝状的网络结构。多异氰酸酯与步骤(1)中含氢基团的摩尔比为(1.2
‑
2)：1，能避免异氰酸酯被第一步的含活泼氢单体消耗完且避免整个反应凝胶。
[0018]本专利技术的制备方法简单，易操作，适合大规模生产加工。
[0019]优选地，所述含氟丙烯酸酯单体为CH2＝C(
‑
H)
–
C(＝O)
–
O
–
CH2–
Rf；CH2＝C(
‑
CH3)
–
C(＝O)
–
O
–
CH2–
Rf；CH2＝C(
‑
F)
–
C(＝O)
–
O
–
CH2–
Rf；CH2＝C(
‑
Cl)
–
C(＝O)
–
O
–
CH2–
Rf；CH2＝C(
‑
Br)
–
C(＝O)
–
O
–
CH2–
Rf；CH2＝C(
‑
I)
–
C(＝O)
–
O
–
CH2–
Rf和CH2＝C(
‑
H)
–
C(＝O)
–
O
–
CH2–
Rf的一种或多种，其中Rf是C1‑
C6直链或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟硅接枝共聚物，其特征在于，所述氟硅接枝共聚物的结构通式如下：R
f
为全氟碳链；R1、R3为脂肪族基团；A为O、S或N；R2为脂肪族基团、酯基、胺基、硫醚基团的一种或以上基团的组合a、b、c、d、e、f、g为大于1的整数。2.根据权利要求1所述的氟硅接枝共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)，在氮气的氛围下，将含氟丙烯酸酯单体、无氟甲基丙烯酸单体、活性氢单体、引发剂和含氟溶剂投入到反应容器中，在75℃的环境下搅拌反应8h；(2)，再将过量的多异氰酸酯单体与含氟溶剂投加于步骤(1)的反应容器中，在75℃搅拌反应8h；(3)，再将含氟丙烯酸酯单体、无氟甲基丙烯酸单体、活性氢单体、引发剂和含氟溶剂加到步骤(2)的反应容器中，在75℃的环境下搅拌反应8h后、冷却，得到氟硅接枝共聚物；其中，含氟丙烯酸酯单体的通式为CH2＝C(
‑
X)
–
C(＝O)
–
Y
–
Z
–
R
f
，其中X表示氢原子、直链或支链烷基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子；Y是
‑
O
‑
或
–
NH
‑
；Z是C1‑
C
10
脂肪族基团；R
f
是C1‑
C6直链或支链氟烷基；多异氰酸酯为具有2个或2个以上的异氰酸酯基的化合物，且所述多异氰酸酯与步骤(1)中含氢基团的摩尔比为(1.2
‑
2)：1。3.根据权利要求2所述的氟硅接枝共聚物的制备方法，其特征在于，所述无氟甲基丙烯酸单体的通式为CH2＝CX1C(＝O)
‑
O
‑
X2，其中X1是氢原子或甲基，X2是直链、支链或者环状的C1‑
C
22
烃基。4.根据权利要求3所述的氟硅接枝共聚物的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫秀明，曾桂阳，王久文，
申请(专利权)人：东莞泰岳光学镀膜材料有限公司，
类型：发明
国别省市：