[发明专利]一种光固化氟硅聚合物的合成及其涂层制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光固化有机硅领域。更具体地，涉及一种光固化含氟聚硅氧烷及其制备方法。

背景技术

近年来，众多的紫外光固化的有机硅聚合物被陆续开发出来，聚硅氧烷分子链侧基（或端基）被丙烯酸、聚氨酯丙烯酸等在光固化剂作用下可交联的基团取代，在可见光或紫外光作用下，室温硫化成型，可应用在涂料、皮革（纤维）涂覆剂、密封胶等领域，因其操作简易、高效环保、性能优异而受到了广泛关注。

有机硅聚合物涂层有非常优异的耐高低温、耐候、憎水等性能，但在一些防油防污、耐有机溶剂等领域（电子显示屏的自洁防油污、灰尘等；织物皮革防油污；汽车输油管内层防渗透等）也有局限性，为了开发出性能更为优异的产品，在有机硅聚合物中引入含氟基团，结合有机氟憎油防污、耐有机溶剂的特性而制备得到含氟有机硅聚合物。氟硅材料具有卓越的疏水憎油、耐高低温、耐化学试剂等性能而被广泛应用于汽车、电子电器、船舶、化工等重要领域。目前的开发的光固化含氟有机硅聚合物主要采用聚氨酯改性的有机硅聚合物，通过缩合聚合法将有机硅聚合物、含氟基团以及光敏性基团引入分子中，其反应步骤复杂、反应原料纯度要求较高、反应配比以及生产条件要求严格。通过目前较为成熟且反应简单易操作的硅氢加成法将含氟基团、光敏性基团引入有机硅聚合物中 ，得到含氟有机硅聚合物，将其用于建筑基材、粘结剂、电子电器元件密封与涂装等领域。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有制备光固化含氟聚硅氧烷的缺陷和技术不足，提供一种合成简单、性能优异、污染少、节省能源，且贮存稳定、具有实用价值的光固化氟硅聚合物及其涂层的制备方法。

本发明的目的是提供一种光固化氟硅聚合物。

本发明另一目的是提供上述光固化氟硅聚合物的制备方法。

本发明第三目的是提供一种利用上述光固化氟硅聚合物制备得到的光固化氟硅高性能涂层。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种光固化氟硅聚合物，其结构式如式（Ⅰ）所示：

式（Ⅰ），

其中，Rf为含氟基团，如：

三氟丙基（-CH₂CH₂CF₃）、全氟烷基氧杂磺酰丙基[C₆F₁₃SO₂HNH(CH₂)₃－]、氟醚［CF₃OCF(CF₃)CF₂OCF₂(CH₂)₂－］、或氟酯［C₄F₉CH₂CH₂OC(O)CH₂CH(CH₃)－］；

R为含乙烯基光敏性基团，如：

甲基丙烯酸酯基［CH₂=C(CH₃)C(O)OCH₂CH₂CH₂-］；

x为10~100，y为10~30，z为5~20。

本发明还提供了一种上述光固化氟硅橡胶生胶的制备方法，步骤如下：

S1.制备含氢聚硅氧烷，其结构式如式（Ⅱ）所示：

式（Ⅱ），

其中，A为苯基、乙基或环氧基取代基；B为-H，x为10~100，y为0~10，z为15~50；

S2.制备含氟烃基氢基聚硅氧烷：将S1的含氢聚硅氧烷与含氟烯烃按一定摩尔比（-CH=CH₂／(Si-H)＝0.1~0.8），在催化剂的作用下进行硅氢加成反应；

S3.制备光敏性含氟聚硅氧烷：将S2的反应产物与双官能团活性稀释剂按一定物质的量比（-CH=CH₂／(Si-H)＝1~1.2），在催化剂的作用下进行硅氢加成反应，制备得到光敏性含氟聚硅氧烷，即为光固化氟硅橡胶生胶；

其中，S2或S3所述硅氢加成反应的条件如下：

（1）反应温度为60～90℃；

（2）催化剂为H₂PtCl₆催化剂，催化剂的用量为20～100ppm；

（3）反应在氮气或干燥空气中进行；

（4）反应溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲苯或二甲苯；

（5）反应中加入阻聚剂。