一种低表面能氟硅聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术一种低表面能氟硅聚合物及其制备方法，涉及有机氟聚合物涂料领域，本发明专利技术采用有机硅聚合物、全氟烷基单体、催化剂和溶剂为原料，上述各原料物依次按质量份额比60～80∶10～24∶0.001～0.005∶30～50，反应产物经净化提纯后，制备获得上述全氟烷基单体三种中之一种的高氟烷基支链型氟硅聚合物，其中两种或三种的高氟烷基支链型氟硅聚合物混合物，本发明专利技术采用过渡金属的配位化合物进行催化反应，反应条件温和，流程短，工艺简单，选择性好，产率高，所制备的聚合物为高氟烷基支链型氟硅聚合物，由于其主链为硅氧直链结构无其他碳氧结构，侧链为高氟含量的全氟烷基，能充分发挥有机硅和氟碳聚合物的低表面能性，故获得优异的低表面能性质。

Low surface energy fluorine silicon polymer and preparation method thereof

The invention relates to a low surface energy fluorosilicone polymer and a preparation method thereof, relates to the field of organic fluorine polymer coating, the invention adopts organosilicon polymer, perfluoroalkyl monomers, catalyst and solvent as raw material, the raw material quality followed by the share of 60 to 80: 10 to 24: 0.001 to 0.005: 30 to 50 the reaction products, purification, preparation of the perfluoroalkyl monomers in one of the three kinds of high fluorine alkyl branched fluorine silicon polymer, high fluorine alkyl branched silicon fluoride polymer mixture in two or three, the invention adopts the transition metal coordination compound by catalytic reaction, reaction conditions mild, short process, simple process, good selectivity, high yield, the prepared polymer for high fluorine alkyl branched silicon fluoride polymer, because of its main chain is the silicon oxygen straight chain structure without other oxygen carbon structure, side chain It can give full play to the low surface energy of organosilicon and fluorocarbon polymers for high fluorine content perfluoroalkyl, so it has excellent low surface energy properties.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术，涉及有机氟聚合物涂料领域，特 别涉及氟硅聚合物之海洋防污涂料。
技术介绍
氟硅聚合物具有优良的化学稳定性、耐热性、电绝缘性、耐大气老化性等特性，在 现代工业中发挥着极为重要的作用。在涂料方面，采用氟硅聚合物配制的有机氟涂料的机 械性能、耐候性、抗污性、耐化学品性能等十分优良，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为人们所接受，并引起了涂料市场的扩张 和应用领域的拓展。制备氟硅聚合物的方法众多，所制备的产物结构也存在很大的区别，目前研究较 多，应用较广的主要为氟硅嵌段型共聚物。如公开号为CN101(^9207的中国专利使用氟硅 嵌段聚合物专利技术了一种低表面能海洋防污涂料，该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为基料涂料，具有防污效果稳 定，使用寿命长等特点。虽然该涂料实现了涂层的低表面能性，且具有稳定的防污效果。但 是由于整个涂料树脂都采用氟硅嵌段型共聚物，氟硅嵌段型共聚物为该涂料的主要成分， 用量较大，成本较高。因此，寻求以更简捷方法以制备具有更加优良的低表面能性质的氟硅聚合物，成 为业内外关注的重要课题。高氟烷基支链型氟硅聚合物充分发挥了有机硅和氟碳的低表面能性质，具有更低 的表面能，在涂料中添加少量就能使涂层具有很低的表面能，目前相关研究较少，还没有比 较成熟的产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低表面能氟硅聚合物制备方法，以效率高的硅氢加成 法，提供一种兼具优良的憎水、憎油性能的高氟烷基支链型氟硅聚合物，以满足市场对优良 的低表面能氟硅聚合物海洋防污涂料需求。(—)本专利技术低表面能氟硅聚合物，是采用有机硅聚合物、全氟烷基单体、催化剂 和溶剂为原料，其中有机硅聚合物为含氢硅油，其含氢量为1.0^-1.8%,全氟烷基单体为 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种，两种，或三 种，催化剂为氯钼酸，溶剂为二甲苯；各原料物按质量份额比为含氢硅油全氟烷基单体 催化剂溶剂=60 80 10 M 0. 001 0. 005 30 50，进行化学反应，反应产 物净化提纯后制备获得上述全氟烷基单体三种中之一种的高氟烷基支链型氟硅聚合物，其 中两种或三种的高氟烷基支链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)制备上述低表面能氟硅聚合物的工艺步骤是(1)、准备原料物按比例称量原料物含氢硅油、全氟烷基单体、二甲苯和氯钼酸，加入到预先干燥过 的反应釜中，搅拌均勻。(2)、产物制备及反应条件待原料物混合均勻后，通入氮气15min后开始加热，加热反应的温度为90 120°C，反应时间为28 16小时，反应时间随反应温度增高而相应减少。(3)、产物提纯处理反应结束后，对反应产物进行萃取、减压蒸馏和精馏提纯处理，催化剂经萃取回 收，未反应完全的全氟烷基单体和溶剂经减压蒸馏和精馏被除去，制成高氟烷基支链型氟 硅聚合物。本专利技术创造性在于采用了效率高的硅氢加成法，即通过硅氢化反应，制备获得了 具有优异低表面能性质的高氟烷基支链型氟硅聚合物，其制备过程中涉及的化学反应有权利要求1.一种低表面能氟硅聚合物，是采用有机硅聚合物、全氟烷基单体、催化剂和溶剂为原 料，其中有机硅聚合物为含氢硅油，其含氢量为1.0% _1.8%，全氟烷基单体为全氟烷基乙 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种，两种，或三种，催化剂为 氯钼酸，溶剂为二甲苯；各原料物按质量份额比为含氢硅油全氟烷基单体催化剂溶 剂=60 80 10 M 0. 001 0. 005 30 50，进行化学反应，反应产物净化提纯 后制备获得上述全氟烷基单体三种中之一种的高氟烷基支链型氟硅聚合物，其中两种或三 种的高氟烷基支链型氟硅聚合物混合物，2.根据权利要求1所述的一种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.根据权利要求1所述的一种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.根据权利要求1所述的一种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.制备如权利要求1所述的一种低表面能氟硅聚合物的工艺步骤是(1)、准备原料物按比例称量原料物含氢硅油、全氟烷基单体、二甲苯、氯钼酸，加入到预先干燥过的反 应釜中，搅拌均勻。O)、制备产物及反应条件待原料物混合均勻后，通入氮气15min后开始加热，加热反应的温度为90 120°C，反 应时间为28 16小时，反应时间随反应温度增高而相应减少。(3)、产物提纯处理反应结束后，对反应产物进行萃取、减压蒸馏和精馏提纯处理，催化剂经萃取回收，未 反应完全的全氟烷基单体和溶剂经减压蒸馏和精馏被除去，制成高氟烷基支链型氟硅聚合 物。全文摘要本专利技术，涉及有机氟聚合物涂料领域，本专利技术采用有机硅聚合物、全氟烷基单体、催化剂和溶剂为原料，上述各原料物依次按质量份额比60～80∶10～24∶0.001～0.005∶30～50，反应产物经净化提纯后，制备获得上述全氟烷基单体三种中之一种的高氟烷基支链型氟硅聚合物，其中两种或三种的高氟烷基支链型氟硅聚合物混合物，本专利技术采用过渡金属的配位化合物进行催化反应，反应条件温和，流程短，工艺简单，选择性好，产率高，所制备的聚合物为高氟烷基支链型氟硅聚合物，由于其主链为硅氧直链结构无其他碳氧结构，侧链为高氟含量的全氟烷基，能充分发挥有机硅和氟碳聚合物的低表面能性，故获得优异的低表面能性质。文档编号C09D5/16GK102134323SQ20111003106公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日专利技术者刘兰轩, 刘秀生, 崔盼, 张迎平, 汪洋, 苗毅 申请人:武汉材料保护研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种低表面能氟硅聚合物，是采用有机硅聚合物、全氟烷基单体、催化剂和溶剂为原料，其中有机硅聚合物为含氢硅油，其含氢量为１．０％－１．８％，全氟烷基单体为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种，两种，或三种，催化剂为氯铂酸，溶剂为二甲苯；各原料物按质量份额比为含氢硅油∶全氟烷基单体∶催化剂∶溶剂＝６０～８０∶１０～２４∶０．００１～０．００５∶３０～５０，进行化学反应，反应产物净化提纯后制备获得上述全氟烷基单体三种中之一种的高氟烷基支链型氟硅聚合物，其中两种或三种的高氟烷基支链型氟硅聚合物混合物，

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀生，崔盼，汪洋，刘兰轩，张迎平，苗毅，
申请(专利权)人：武汉材料保护研究所，
类型：发明
国别省市：83