本发明专利技术公开了一种水分散性可交联型含氟聚合物及其在制备超双疏表面中的应用，该含氟聚合物是由单体A和单体B聚合而成的嵌段聚合物，分子量为500-47000，其中单体A与单体B的摩尔比为1:(0.2-10)；单体A和单体B的结构分别如式I和式II所示。本发明专利技术的含氟聚合物可用于制备超双疏表面。本发明专利技术的水分散性可交联型含氟聚合物，其可交联嵌段部分具有良好的亲水性，因此该含氟聚合物可在水中制备成一种含氟聚合物为核，亲水链段为壳的水性胶束，实现含氟聚合物在绿色环保的水溶液中构筑超双疏表面。用本发明专利技术的含氟聚合物制备得到的超双疏表面，其与基材键合牢靠，耐摩擦，耐洗涤。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超双疏材料领域，具体涉及一种水分散性可交联型含氟聚合物及其在制备超双疏表面中的应用。
技术介绍
超双疏表面由于其独特的疏水疏油性能，可以应用于现代工业的诸多方面。诸如：超双疏表面拥有自清洁功能而可用于太阳能电板或者一些需要保持清洁的镜面，比如燃气灶具的表面。再者金属表面形成超双疏表面也可极大地改善金属表面的抗腐蚀性能。另外如果在电线或者高压电网上构筑超双疏表面，可避免电线在冰暴或者雪暴天气表面形成冰冻层，从而引起短路导致大范围断电工厂停产，甚至导致铁路等交通运输线路的中断。超双疏表面可通过很多方法形成，但最基本的条件是要让表面具有很低的表面张力，因此考虑含氟化合物和含氟聚合物，在材料表面镀上一层含氟化合物薄膜就成为制备氟表面的最为经济有效的方法，这样还可保持材料内部的组成和性质。含氟化合物在基底表面可形成含氟薄层，甚至可通过化学键合方式结合在基底表面，从而赋予表面超双疏特性，但此薄层由于是单分子层而易于受到污染或者损毁。而含氟聚合物应用于超双疏表面，则可提供表面一层较厚的含氟薄层，在实际使用中不易受到溶剂等腐蚀，同时，较难损毁，但目前所用含氟聚合物形成超双疏表面时，聚合物和基底之间很难真正通过化学键合作用粘合在一起，而主要是物理吸附作用，因此，在外场作用下容易失去已形成的超双疏表面。如果能开发出既具有含氟聚合物特征又可和表面进行化学键合聚合物，则可形成真正的粘结，从而使超双疏表面和基底形成一体。中国专利201110131477.X提出一种含氟双功能微球的制备及其应用于构筑超双疏表面。但表面含氟部分为单分子薄层，因此易于受到污染或者损毁。专利201110090620.5提出了一种双疏性含氟可交联嵌段共聚物的制备及其在二氧化硅表面组装后形成含氟纳米微球，并且应用于构筑超双疏表面。这种方法需要工艺复杂的嵌段共聚物的制备，同时需要苛刻组装条件。专利201110266897.9提出了一种利用含氟含硅共聚物和二氧化硅进行共混后在含有活性基团的表面进行组装成膜，可赋予表面很好的超双疏性能，这种方法利用较多的含氟含硅共聚物，并且使用时候需要共混组装反应，工艺比较复杂。目前构筑超双疏表面所采用的含氟聚合物主要是油溶性的，这种油溶性含氟聚合物，需要用到大量的有机溶剂，有机溶剂一方面会污染环境，价格昂贵，同时还会危害施工人员的健康。随着人类社会的发展，人们开始需要更加绿色和环保的溶剂，尤其是水。但是目前还没有用水做溶剂制备含氟材料的报道。
技术实现思路
为了克服现有的含氟聚合物难以与基底形成真正的化学键合而导致的含氟聚合物与基材表面之间的粘接力不强、未能形成牢固的超双疏表面的缺陷，以及为了解决现有的油溶性含氟聚合物价格昂贵、污染环境、危害人体健康等问题，本专利技术的首要目的在于提供一种水分散性可交联型含氟聚合物。本专利技术的另一目的在于提供上述的水分散性可交联型含氟聚合物在制备超双疏性表面中的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种水分散性可交联型含氟聚合物，是由单体A和单体B聚合而成的嵌段聚合物，其中单体A与单体B的摩尔比为1:(0.2-10)，两者聚合度的范围在10-1000之间；单体A和单体B的结构分别如式I和式II所示：在式I和式II中，R1、R2为H或CH3，R3为(CH2)a、COOCH2或C6H6，a、n、m、z为0-11之间的整数，X为环氧基团；单体A的合成方法是：将聚乙二醇甲基丙烯酸酯或聚乙二醇丙烯酸酯与物质C加入到溶剂D中，再加入催化剂E和闭环剂，在20-80℃下反应2-20小时后，经过洗涤、沉淀得到单体A；其中，聚乙二醇甲基丙烯酸酯或聚乙二醇丙烯酸酯与物质C、溶剂D、催化剂E、闭环剂的质量比为1:(0.5-10):(10-100):(0.01-1):(0.01-1)；聚乙二醇丙烯酸酯或聚乙二醇甲基丙烯酸酯的结构如下所示：R1为H或CH3。物质C的结构如下所示：Y——R3——XY为COOH、COCl、Cl、Br或COBr；R3为(CH2)a、COOCH2或C6H6，a为0-11之间的整数；X为环氧基团；物质C优选环氧氯丙烷。所述的溶剂D为二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷、甲苯、苯、丙酮、二丁酮、环己酮或对二甲苯中的一种；所述的催化剂E为对甲苯磺酸、EDC盐酸盐、三乙胺、氢氧化钠、三氟化硼-乙醚混合溶液或四丁基氟化铵中的一种；所述的闭环剂为氢氧化钠或氢氧化钾。所述的单体B优选3-(全氟-5-甲基己基)-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、四氢全氟己基甲基丙烯酸酯、四氢全氟癸基甲基丙烯酸酯、四氢全氟十二烷基甲基丙烯酸酯、六氟异丙基丙烯酸酯、六氟异丙基甲基丙烯酸酯、四氟丙基甲基丙烯酸酯、全氟丙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸五氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、全氟苯乙烯、全氟正丙基乙烯基醚、全氟己基乙烯、全氟丁基乙烯、全氟十二烷基乙基丙烯酸酯、全氟癸基乙基丙烯酸酯、全氟辛基乙基丙烯酸酯、全氟庚基乙基丙烯酸酯、全氟十二烷基乙基甲基丙烯酸酯、全氟癸基乙基甲基丙烯酸酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯或全氟庚基乙基甲基丙烯酸酯中的一种。上述的水分散性可交联型含氟聚合物是通过原子转移自由基聚合反应（ATRP）、可逆加成-断裂链转移聚合反应（RAFT）、自由基聚合反应、阴离子聚合反应或点“Click”化学的方法合成的。上述的水分散性可交联型含氟聚合物可用于制备超双疏表面，具体包括以下步骤：（1）基材表面预处理；（2）将上述的水分散性可交联型含氟聚合物溶于溶剂F中，搅拌下滴入水，制得水性胶束；其中，水分散性可交联型含氟聚合物与溶剂F的质量比为1:(0.1-1)，溶剂F与水的质量比1:(10-200)；（3）将步骤（2）的水性胶束附着到基材表面，经过交联，即在基材上制得超双疏表面；步骤（1）所述的基材为棉布、滤纸、木材或水泥中的一种，其预处理方法是：依次用乙醇、水洗涤，然后干燥；步骤（2）所述的溶剂F为四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二氧六烷、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺或N-N吡咯烷酮；步骤（3）所述的附着有两种方法，一是将基材在水性胶束中浸泡，取出后烘干；二是将水性胶束喷涂到基材上，然后烘干；步骤（3）所述的交联也有两种方法，一是将基材在80-400℃下加热交联；二是将基材置于紫外光照射下交联。上述的将水分散性可交联型含氟聚合物用于制备超双疏表面的方法可应用在制备防水防腐涂料、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水分散性可交联型含氟聚合物，特征在于：其是由单体A和单体B聚合而成的嵌段聚合物，其中单体A与单体B的摩尔比为1:(0.2？10)，两者聚合度的范围在10？1000之间；单体A和单体B的结构分别如式I和式II所示：在式I和式II中，R1、R2为H或CH3，R3为(CH2)a、COOCH2或C6H6，a、n、m、z为0？11之间的整数，X为环氧基团。FDA00002350299800011.jpg
【技术特征摘要】
1.一种水分散性可交联型含氟聚合物，特征在于：其是由单体A和单体B
聚合而成的嵌段聚合物，其中单体A与单体B的摩尔比为1:(0.2-10)，两者聚合
度的范围在10-1000之间；
单体A和单体B的结构分别如式I和式II所示：
在式I和式II中，R1、R2为H或CH3，R3为(CH2)a、COOCH2或C6H6，a、
n、m、z为0-11之间的整数，X为环氧基团。
2.根据权利要求1所述的水分散性可交联型含氟聚合物，其特征在于：所
述单体A的合成方法包括以下步骤：
将聚乙二醇甲基丙烯酸酯或聚乙二醇丙烯酸酯与物质C加入到溶剂D中，
再加入催化剂E和闭环剂，在20-80℃下反应2-20小时后，经过洗涤、沉淀得
到单体A；其中，聚乙二醇甲基丙烯酸酯或聚乙二醇丙烯酸酯与物质C、溶剂D、
催化剂E、闭环剂的质量比为1:(0.5-10):(10-100):(0.01-1):(0.01-1)；
物质C的结构如下所示：
Y——R3——X
Y为COOH、COCl、Cl、Br或COBr；R3为(CH2)a、COOCH2或C6H6，a
为0-11之间的整数；X为环氧基团；
所述的溶剂D为二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷、甲苯、苯、丙酮、二丁
\t酮、环己酮或对二甲苯中的一种；
所述的催化剂E为对甲苯磺酸、EDC盐酸盐、三乙胺、氢氧化钠、三氟化
硼-乙醚混合溶液或四丁基氟化铵中的一种；
所述的闭环剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
3.根据权利要求2所述的水分散性可交联型含氟聚合物，其特征在于：所
述的物质C为环氧氯丙烷。
4.根据权利要求1所述的水分散性可交联型含氟聚合物，其特征在于：所
述的单体B为3-(全氟-5-甲基己基)-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、四氢全氟己基甲
基丙烯酸酯、四氢全氟癸基甲基丙烯酸酯、四氢全氟十二烷基甲基丙烯酸酯、
六氟异丙基丙烯酸酯、六氟异丙基甲基丙烯酸酯、四氟丙基甲基丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡继文，邹海良，张干伟，刘锋，侯成敏，杨洋，胡盛逾，
申请(专利权)人：中科院广州化学有限公司，
类型：发明
国别省市：
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