本发明专利技术公开了一种紫外光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聚合得到的嵌段共聚物或无规共聚物，其中单体A的聚合度是10-200，单体B的聚合度是10-500；单体A和单体B的结构分别如式I和式II所示。本发明专利技术的紫外光交联型含氟聚合物含有叠氮基团，该叠氮基团在紫外光照射下可与绝大部分基材进行交联反应，从而能在绝大部分基材上制备超双疏表面；本发明专利技术制备超双疏表面的方法简单，只需要采用紫外光催化叠氮开环交联即可，因此是一种简单可行的超双疏表面的制备方法。利用本发明专利技术的紫外光交联型含氟聚合物制备得到的超双疏表面，其与基材键合牢靠、粘结力强、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，具体涉及一种紫外光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，已经成功地应用于很多方面，如超双疏表面拥有的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的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。超双疏表面的构筑方法有很多种，但最基本的核心要素是要让表面具有很低的表面张力，同时确保其表面的粗糙程度，因此需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，则可形成真正地粘结，从而使超双疏表面和基底形成一体。为了制备性能良好又实用的超双疏表面，许多研究者进行了大量的研究工作。专利CN 101492829A提出了一种在金属表面制备超双疏材料的方法，将金属或者金属合金与铜或者铜合金作为阴极和阳极置入全氟脂肪酸有机电解质溶液中，进行电化学反应，可在金属或者金属合金表面沉积一层全氟脂肪酸铜盐的超双疏表面，同一研究小组在专利CN 101492815A提出了一种在金属铜或者其合金表面制备超双疏材料的方法，将基材直接放入全氟脂肪酸有机溶液中浸泡，即可得到具有超双疏性质的自清洁表面。中国专利CN 102021628A提出了一种金属钛或钛合金超疏油表面的制备方法。主要是将钛或者钛合金表面进行一次阳极氧化处理后得到微米结构粗糙表面，然后再通过二次阳极氧化在微米结构上形成一层二氧化钛纳米管阵列结构，然后经过低表面能物质的修饰作用得到超疏油和超双疏表面。虽然以上方法原料简单易得，但需要整体表面经过电化学反应，同时表面为低表面能的单分子层，易于受到污染或者损毁。专利201110131477.X提出了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。中国专利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。虽然近年来，利用含氟聚合物构筑超双疏表面的文献和专利较多，但是目前文献报道的大部分含氟聚合物与基材表面之间的粘接力不强，从而导致所构筑的超双疏表面存在不牢固，耐摩擦，耐洗涤性不强等缺点。即使有部分文献和专利中采用了可交联型含氟聚合物，如专利：201110266897.9；201110373304.9中都提到采用可水解的有机硅烷作为交联基团，来实现含氟聚合物的交联，然而这一种聚合物只能在一些特定的聚合物表面上实现交联，且交联方式比较苛刻。从理论上来讲，实现含氟聚合物在基材表面上进行交联的方法主要有两种：（1）催化剂催化，如采用环氧基团，聚氨酯基团及甲氧基硅等活性基团，然后再加入相应的固化剂，实现交联基团与基材表面上的反应；（2）通过外界条件刺激，如通过pH值，温度，湿度，紫外或时间等因素，实现活性基团与基材表面的反应。这些方面的文献报道较少，尤其是利用叠氮基团，在紫外光下实现其与基材表面的交联方面的专利很少，利用其构筑超疏水、超双疏材料的专利几乎没有。尽管没有相关专利，但是也有少量文献报道采用叠氮基团作为交联基团，实现超双疏表面的构筑，如文献：（Guang Li,Haiting Zheng,Hu Wang,Ruke Bai，A facile strategy for the fabrication of highly stable superhydrophobic cotton fabric using amphiphilic fluorinated triblock azide copolymers，Polymer 51(2010)1940-1946）中，提到合成PEG5000-b-P(MA-co-APM)-b-PHFA，利用APM上的叠氮作为交联基团，实现PHFA在棉布上构筑超双疏表面。本文献中RAFT方法合成的是一种三嵌段聚合物，其中包含的PEG5000可提高其与棉布的相容性，但同时也会在一定程度上与PHFA一起游离到棉布表面，从而会增加棉布的亲水性。因此该方法在应用上存在一定的缺陷。
技术实现思路
为了克服现有的含氟聚合物所制备得到的超双疏表面与基底键合不牢靠所带来的粘结力不强、耐摩擦和耐洗涤性差的缺陷，本专利技术的首要目的在于提供一种紫外光交联型含氟聚合物，该含氟聚合物可与绝大多数的基材形成牢靠的化学键合，同时其交联固化的方式简单易行。本专利技术的另一目的在于提供上述的紫外光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：一种紫外光交联型含氟聚合物，是由单体A和单体B聚合得到的嵌段共聚物或无规共聚物，其中单体A的聚合度是10-200，单体B的聚合度是10-500；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、CH2CH(OH)、O、COOCH2、COO或C6H6，n、m、z为0-10之间的整数，y为1，X为叠氮基（N3）。所述的单体A优选三叠氮基二羟丙基甲基丙烯酸酯、叠氮基甲基丙烯酸酯、叠氮苯基甲基丙烯酸酯或对叠氮苯乙烯中的一种；其中三叠氮基二羟丙基甲基丙烯酸酯、叠氮基甲基丙烯酸酯和对叠氮苯乙烯三者的结构式依次如下所示：所述的单体B优选3-(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种紫外光交联型含氟聚合物，特征在于：其是由单体A和单体B聚合得到的嵌段共聚物或无规共聚物，其中单体A的聚合度是10？200，单体B的聚合度是10？500；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、CH2CH(OH)、O、COOCH2、COO或C6H6，n、m、z为0？10之间的整数，y为1，X为叠氮基。FDA00002356277000011.jpg
【技术特征摘要】
1.一种紫外光交联型含氟聚合物，特征在于：其是由单体A和单体B聚合
得到的嵌段共聚物或无规共聚物，其中单体A的聚合度是10-200，单体B的聚
合度是10-500；
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、CH2CH(OH)、O、COOCH2、
COO或C6H6，n、m、z为0-10之间的整数，y为1，X为叠氮基。
2.根据权利要求1所述的紫外光交联型含氟聚合物，其特征在于：所述的
单体A为三叠氮基二羟丙基甲基丙烯酸酯、叠氮基甲基丙烯酸酯、叠氮苯基甲
基丙烯酸酯或对叠氮苯乙烯中的一种。
3.根据权利要求1所述的紫外光交联型含氟聚合物，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。
4.权利要求1-3任一项所述的紫外光交联型含氟聚合物在制备超双疏表面
\t中的应用。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡继文，邹海良，刘国军，张干伟，刘锋，侯成敏，李妃，
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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