一种可迁移聚合物基功能改性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可迁移聚合物基功能改性剂及其制备方法和应用，其结构式为其中x∶y＝1∶0.1

【技术实现步骤摘要】
一种可迁移聚合物基功能改性剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料合成
，具体涉及一种可迁移聚合物基功能改性剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氟是电负性最高的元素，因其极化率低，使得含氟高分子材料一般具有低表面能，低介电常数以及高的绝缘性能。氟原子的原子半径小，使其拥有低的表面自由能，含氟高分子材料在疏水疏油材料方面的应用也非常广泛。同时，C
‑
F键的键能非常高，键能高达540kJ/mol不易断裂，因此这类高分子材料具有很高的热稳定性能和耐候性。在实际应用中，如锂电池的无纺布分离器是通过应用使用氟化聚芳醚酮来实现的，在500℃的高温条件下保持稳定，展现出优异的耐热性能。
[0003]含氟高分子材料被广泛应用在光纤通讯、电子电器、建筑、航空航天和纺织等领域中。然而大多数的高分子材料是主要由碳、氢元素构成，在材料应用时具有易燃的风险，现有的卤素阻燃剂中，含氟阻燃剂表现出优异的性能，但同时对环境也有了极大的破坏。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供了一种可迁移聚合物基功能改性剂，提高环氧树脂的疏水性和阻燃性能。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供上述可迁移聚合物基功能改性剂的制备方法。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供可迁移聚合物基功能改性的环氧树脂。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种可迁移聚合物基功能改性剂，其结构式为其中x：y＝1：0.1
‑
>10，分子量为1000
‑
100000g.mol
‑1。
[0009]上述可迁移聚合物基功能改性剂的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)依次称取甲基丙烯酸羟乙酯、DOPO、第一溶剂和第二溶剂加入反应容器中，同时将反应容器置于冰浴条件下缓缓滴加入三乙胺，充分搅拌后低温反应10
‑
20h；
[0011](2)步骤(1)反应结束后，用去离子水多次萃取步骤(1)所得的物料，取上层有机液进行旋蒸、干燥以去除多余水分、第一溶剂和第二溶剂，即可得到含磷单体；
[0012](3)依次称取3，5双三氟甲基苯甲醇、甲基丙烯酰氯和第一溶剂加入反应容器中，同时将反应容器置于冰浴条件下缓缓滴加入三乙胺，充分搅拌后低温反应10
‑
20h；
[0013](4)步骤(3)反应结束后，用去离子水多次萃取步骤(3)所得的物料，取上层有机液进行旋蒸、干燥以去除多余水分和第一溶剂，即可得到含氟单体；
[0014](5)将上述含磷单体、含氟单体、引发剂、链转移剂和第三溶剂，依次添加入Schlenk反应管中，利用液氮通过连续冻融脱气若干次后向Schlenk反应管中充入氩气保护，于60
‑
80℃反应12
‑
24h；
[0015](6)用沉淀剂对步骤(5)所得的物料进行沉淀处理，搅拌抽滤后取上层固体粉末真空干燥，即得所述可迁移聚合物基功能改性剂，其结构式为
[0016]通过改变含氟单体和含磷单体之间的摩尔比以达到调节聚合物的磷氟含量比；通过改变链转移剂的投料比可调节分子量大小。
[0017]上述第一溶剂为甲醇、二氯甲烷或四氢呋喃，上述第二溶剂为氯仿或四氯化碳，上述第三溶剂为甲醇、二氯甲烷或四氢呋喃。
[0018]进一步优选的，所述甲基丙烯酸羟乙酯、DOPO和三乙胺的摩尔比为1∶0.1
‑
100∶0.1
‑
100。
[0019]进一步优选的，所述引发剂为2
‑
溴异丁酸乙酯，2
‑
溴异丁酸甲酯、2
‑
苯基
‑2‑
丙基苯并二硫中和二硫代苯甲酸异丙苯酯的至少一种。
[0020]进一步优选的，所述链转移剂为偶氮二异丁腈。
[0021]进一步优选的，所述含磷单体和所述含氟单体的摩尔比为1∶0.1
‑
100。
[0022]进一步优选的，所述沉淀剂为甲醇、二氯甲烷和正己烷中的至少一种。
[0023]本专利技术的另一技术方案如下：
[0024]一种可迁移聚合物基功能改性的环氧树脂，其特征在于：由E51双酚A型环氧树脂预聚体、上述可迁移聚合物基功能改性剂和4，4二氨基二苯甲烷制成。
[0025]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述可迁移聚合物基功能改性剂的含量为0.1
‑
15wt％。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]1、本专利技术具有可迁移的特性，在温度，时间等条件的改变下，均匀共混在环氧树脂中的表面改性剂向气固界面层迁移，由于含磷基团DOPO具有很好的阻燃效果，在碳氟链的迁移带动下向表面移动，进而使得材料在燃烧过程中能够非常好的保护基体，从而增强其阻燃效果，能够运用在建筑涂料等领域。
[0028]2、本专利技术可通过对P/F元素比例的调节，若增大F元素含量，可使材料获得较低的表面能，使材料表面具有更低的介电常数，或使材料获得更高的疏水性能等。针对不同领域的不同要求定向调节元素比例、分子量大小，即可对满足对不同行业应用的需求。
[0029]3、本专利技术的制备方法简单，分子量大小易控制、磷、氟比例易控制且纯度高。
[0030]4、本专利技术制得的环氧树脂的机械性能、耐水性和阻燃性能均得到增强。
[0031]5、本专利技术引入含磷基团，用以提升含氟高分子材料的阻燃性能的同时对其力学性能降低影响，其中磷、氟元素的共同作用能产生协同效应，它不仅兼具含氟阻燃剂的气相阻燃性能，而且同时将含磷阻燃剂的凝聚相阻燃抑烟作用，氟表面迁移特性使得材料的表面具有更低的表面能，使得材料有更好的疏水性、防潮性，大大提升了材料的阻燃性能，扩展
了材料的应用。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例1制得的可迁移聚合物基功能改性的环氧树脂的接触角图。
[0033]图2为本专利技术实施例1制得的可迁移聚合物基功能改性剂在氮气气氛下的热失重曲线图。
[0034]图3为本专利技术实施例1制得的可迁移聚合物基功能改性的环氧树脂在氮气气氛下的热失重曲线。
具体实施方式
[0035]以下通过具体实施方式结合附图对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0036]对比例1
[0037]制备双酚A型纯环氧树脂固化对照体系：称取16g E51双酚A型环氧树脂预聚体升温至100℃，搅拌至均一透明后加入4g固化剂4，4二氨基二苯甲烷直至完全溶解，倒入模具中，放入真空烘箱中，设置程序升时间具体为：120℃固化4h，140℃固化2h，180℃固化2h，固化结束后即可得到纯环氧固化树脂。通过UL
‑
94垂直燃烧试验测得本实施例制得的纯环氧树脂并无阻燃性能，且通过氧指数测试仪测得该标样的LOI为26.1％。通过静态水接触角测量仪测得其水接触角为77.3
°
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可迁移聚合物基功能改性剂，其特征在于：其结构式为其中x∶y＝1∶0.1
‑
10，分子量为1000
‑
100000g
·
mol
‑1。2.权利要求1所述的一种可迁移聚合物基功能改性剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)依次称取甲基丙烯酸羟乙酯、DOPO、第一溶剂和第二溶剂加入反应容器中，同时将反应容器置于冰浴条件下缓缓滴加入三乙胺，充分搅拌后低温反应10
‑
20h；(2)步骤(1)反应结束后，用去离子水多次萃取步骤(1)所得的物料，取上层有机液进行旋蒸、干燥以去除多余水分、第一溶剂和第二溶剂，即可得到含磷单体；(3)依次称取3，5双三氟甲基苯甲醇、甲基丙烯酰氯和第一溶剂加入反应容器中，同时将反应容器置于冰浴条件下缓缓滴加入三乙胺，充分搅拌后低温反应10
‑
20h；(4)步骤(3)反应结束后，用去离子水多次萃取步骤(3)所得的物料，取上层有机液进行旋蒸、干燥以去除多余水分和第一溶剂，即可得到含氟单体；(5)将上述含磷单体、含氟单体、引发剂、链转移剂和第三溶剂，依次添加入Schlenk反应管中，利用液氮通过连续冻融脱气若干次后向Schlenk反应管中充入氩气保护，于60
‑
80℃反应12
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24h；(6)用沉淀剂对步骤(5)所得的物料进行沉淀处理，搅拌抽滤后取上层固体粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴李宗，林智勇，罗伟昂，陈婷，陈国荣，林黎洁，伍健华，曾碧榕，袁丛辉，许一婷，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：