一种新型氟硅聚合物以及表面处理剂制造技术

本发明专利技术提供一种新型氟硅聚合物以及表面处理剂，涉及氟硅聚合物合成技术领域，本发明专利技术提供的氟硅聚合物具有式(1)的结构式，式(1)结构如摘要附图。本发明专利技术采用氟硅聚合物、氟醚油、溶剂制备得表面活性剂，在基材的表面制备含氟硅聚合物的表面处理层，将全氟聚醚的疏水疏油性和有机硅的柔顺滑爽性结合在一起，本发明专利技术便于提高表面处理剂的分子量，在主链上引入更多的烷氧基，从而进一步改善与基材表面间的附着力，在基材表面形成具备拔水性、拔油性、防污性及高耐磨擦持久性等优异特征的表面处理层。

【技术实现步骤摘要】
一种新型氟硅聚合物以及表面处理剂
本专利技术属于氟硅聚合物合成
，具体涉及一种新型氟硅聚合物及由该氟硅聚合物制备的表面活性剂，本专利技术还涉及由该表面处理剂在基材上形成表面处理层的制备方法。
技术介绍
氟硅聚合物具有较低的表面张力，在对基材表面进行处理时，具有优异的拔水性、拔油性、防污性等特征。由氟硅聚合物制备的表面处理剂得到的功能性膜层，称之为表面处理层，该表面处理层广泛应用于玻璃、纤维、树脂、金属、陶瓷和建筑材料等各种基材表面，延长基材的使用寿命。在基材的表面制备含氟硅聚合物的表面处理层可以通过如下方法制得：湿式涂布法如浸涂、喷涂、旋涂等；干式涂布法如真空蒸镀、溅射等。将含有该氟硅聚合物的表面处理剂应用在基材上时，氟硅聚合物与Si原子结合的能够水解的烷氧基基团与基材表面之间发生反应而结合，形成表面处理层。目前，市场上的氟硅聚合物所制备的表面处理剂虽然具有稳定的防污效果，但是用量较大，成本较高；而且，在有机硅聚合物中引入含氟基团制备得氟硅聚合物，通过该氟硅聚合物制得的表面处理剂的分子量较小，由该表面处理剂制得的表面处理层与基材间的附着力较小，拔水性、拔油性、防污性及高耐磨擦持久性等性能不能满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的为提供一种新型氟硅聚合物，将全氟聚醚的疏水疏油性和有机硅的柔顺滑爽性结合在一起，通过此方法可以提高表面处理剂的分子量，在主链上引入更多的烷氧基，从而进一步改善与基材表面间的附着力，形成具备优异的拔水性、拔油性、防污性及高耐磨擦持久性特征的表面处理层；本专利技术的另一目的为提供一种由该氟硅聚合物制备成的表面处理剂；本专利技术的第三目的为提供一种包括基材和利用上述氟硅聚合物或表面处理剂在基材表面上形成表面处理层的物品。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种新型氟硅聚合物，其由下述式(1)表示，数均分子量大于1×103，式(1)中，R1、R5、R7为相同或不同的基团，所述R1、R5、R7为碳原子数为1～4的烷基，其包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；R2、R3、R4、R6为相同或不同的基团，可以是碳原子数为1～18的烷基、乙烯基、烯丙基、苯基、苯乙基、α-甲基苯乙基等，也可以是式(2)的烷氧基硅基乙基；R8为结构式为-CnH2n-亚烃基，n≥1；R9为碳原子数为1～4的烷基，其包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；Rf1、Rf2、Rf3、Rf4为相同或不同的全氟烷基或全氟聚醚基；a、b、c、d、e、f为0或正整数，其中e≥1，a+d+f≥1。其中，所述全氟烷基的结构式为CnF2n+1；所述全氟聚醚基的结构式由下列式(3-Ⅰ或3-Ⅱ)表示：CnF2n+1O-(C2F4O)x-(C3F6O)y-(C4F8O)z-CF2CF2CH2O-(3-Ⅰ)或CnF2n+1O-(C2F4O)x-(C3F6O)y-(C4F8O)z-CF2CF2CH2CH2O-(3-Ⅱ)n为正整数，x、y、z为0或正整数，n≥1，x+y+z≥1。根据本专利技术的氟硅聚合物制备的表面处理剂，由A、B、C三组分组成；所述A组分为上述氟硅聚合物；所述B组分为氟醚油；所述C组分为溶剂；其中所述A、B、C三种组分的质量比为1:1～1000:0～10000；所述B组分氟醚油为下列式(4)所示的聚合物，CuF2u+1-(OC4F8)p-(OC3F6)q-(OC2F4)s-(OCF2)t-CvF2v+1(4)u、v为1～10的整数；p、q、s与t为0～300的整数，p+q+s+t≥1。所述C组分溶剂选用碳原子数为5～12的全氟脂肪族烃(例如，全氟己烷、全氟甲基环己烷等)、多氟芳香族烃(双(三氟甲基)苯)、多氟脂肪族烃、氢氟醚(HFE)(例如，全氟丙基甲基醚(C3F7OCH3)、全氟丁基甲基醚(C4F9OCH3)、全氟丁基乙基醚(C4F9OC2H5)等的全氟烷基烷基醚(全氟烷基和烷基可以是直链状或者支链状))、二多氟烷基醚、全氟环醚等中的一种或两种以上的混合物；其中，优选氢氟醚、二多氟烷基醚、全氟环醚，如全氟丁基甲基醚(C4F9OCH3)、全氟丁基乙基醚(C4F9OC2H5)、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3,-四氟丙基醚、全氟辛基环醚。根据本专利技术的氟硅聚合物或表面处理剂制备的表面处理层，本专利技术提供一种包括基材和在基材表面上形成表面处理层的物品，所述物品的表面的组成包括玻璃、树脂、金属和陶瓷。本专利技术提供的所述物品的制备方法，包括如下步骤：(a)在所述基材表面形成前体膜，所述前体膜包括具有与Si键结合的可水解基团的所述氟硅聚合物；(b)对所述前体膜提供水分；(c)在温度超过100℃的干燥氛围下加热所述前体膜，从而在所述基材表面上形成含有所述氟硅聚合物类的表面处理层。优选的是，步骤(b)中的水分提供在100～500℃温度氛围下进行。优选的是，将步骤(a)中表面形成所述前体膜的所述基材置于过热水蒸气环境中，使得步骤(b)和(c)能够连续进行。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术所制得的氟硅聚合物具有优异的拔水性、拔油性、防污性以及耐久性，可以用于但不限于表面处理剂、润滑剂。2.本专利技术所制得的表面处理剂，能够使基材表面具有拔水性、拔油性、防污性、耐摩擦性，可以用于但不限于防水、防污性涂布剂。3.本专利技术所制得的表面处理层具有拔水性、拔油性、防污性、耐摩擦性。4.本专利技术制得的物品可以是但不限于光学部件，物品上的基材可以是玻璃、纤维、树脂、金属、陶瓷和建筑材料等。附图说明图1为本专利技术所述的氟硅聚合物的结构式。其中，R1、R5、R7为相同或不同的基团，所述R1、R5、R7为碳原子数为1～4的烷基，其包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；R2、R3、R4、R6为相同或不同的基团，可以是碳原子数为1～18的烷基、乙烯基、烯丙基、苯基、苯乙基、α-甲基苯乙基等，也可以是式(2)的烷氧基硅基乙基；R8为结构式为-CnH2n-亚烃基，n≥1；R9为碳原子数为1～4的烷基，其包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；Rf1、Rf2、Rf3、Rf4为相同或不同的全氟烷基或全氟聚醚基；a、b、c、d、e、f为0或正整数，其中e≥1，a+d+f≥1。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本专利技术，但本专利技术并不局限于以下实施例。本专利技术提供了一种新型氟硅聚合物，所述氟硅聚合物的数均分子量为大于1×103，其具有式(1)的化学结构式，式(1)如附图1所示：式(1)中，R1、R5、R7为相同或不同的基团，所述R1、R5、R7为碳原子数为1～4的烷基，其包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；R2、R3、R4、R6为相同或不同的基团，可以是碳原子数为1～18的烷基、乙烯基、烯丙基、苯基、苯乙基、α-甲基苯乙基等，也可以是下述式(2)的烷氧基硅基乙基；R8为结构式为-CnH2n-亚烃基，n≥1；R9为碳原子数为1～4的烷基，其包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；Rf1、Rf2、Rf3、Rf4为相同或不同的全氟烷基或全氟聚醚基；a、b、c、d、e、f为0或正整数，其中e≥1，a+d本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型氟硅聚合物，其特征在于：其由下述式(1)表示，数均分子量大于1×10

【技术特征摘要】
1.一种新型氟硅聚合物，其特征在于：其由下述式(1)表示，数均分子量大于1×103，式(1)中，R1、R5、R7为相同或不同的基团，所述R1、R5、R7为碳原子数为1～4的烷基，其包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；R2、R3、R4、R6为相同或不同的基团，可以是碳原子数为1～18的烷基、乙烯基、烯丙基、苯基、苯乙基、α-甲基苯乙基等，也可以是下述式(2)所示的烷氧基硅基乙基；R8为结构式为-CmH2m-的亚烃基，m≥1；R9为碳原子数为1～4的烷基，其包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基；Rf1、Rf2、Rf3、Rf4为相同或不同的全氟烷基或全氟聚醚基；a、b、c、d、e、f为0或正整数，其中e≥1，a+d+f≥1。2.一种表面处理剂，其特征在于，由A、B、C三组分组成，所述A、B、C的质量比为1:1～1000:0～10000；其中，所述A组分为权利要求1所述的氟硅聚合物；所述B组分为氟醚油；所述C组分为溶剂。3.权利要求1所述的全氟烷基的结构式为CnF2n+1；所述全氟聚醚基的结构式由下列式(3-Ⅰ或3-Ⅱ)表示：CnF2n+1O-(C2F4O)x-(C3F6O)y-(C4F8O)z-CF2CF2CH2O-(3-Ⅰ)或CnF2n+1O-(C2F4O)x-(C3F6O)y-(C4F8O)z-CF2CF2CH2CH2O-(3-Ⅱ)n为正整数，x、y、z为0或正整数，n≥1，x+y+z≥1。4.权利要求2所述的表面处理剂，其特征在于所述B组分氟醚油为式(4)所示的聚合物CuF2u+1-(OC4F8)p-(OC3F6)q-(OC2F4)s-(OCF2)t-CvF2v+1(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小俊，傅人俊，
申请(专利权)人：苏州逸微光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32