[发明专利]含氟聚合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种含氟聚合物及其制备方法。该含氟聚合物具有如下结构式：其中，n为1～300。根据上述的结构式可以看出，本申请的含氟聚合物中芳香环的含量基本处于饱和状态，因此，可以保证该含氟聚合物的耐高温性能；同时该结构式中不含有烯烃基团，且氟元素的含量也是达到了化学可接受结构的最大值，因此，使得该含氟聚合物的表面能较低，表现出非常好的疏水疏油性能，进而降低了其粘附性。

技术领域

本发明涉及含氟聚合物领域，具体而言，涉及一种含氟聚合物及其制备方法。

背景技术

氟元素是一种反应性能极高的元素，被称为是“化学界顽童”。氟原子一旦与其他元素结合，就会成为耐热、难以被药品和溶剂侵蚀的具有高度安全性能的聚合物。同样，当聚合物中部分或全部氢原子被氟原子取代后，该聚合物则会具有很多其他聚合物无法比拟的优越性能，如：耐高低温、化学稳定性强、耐候性、介电性、不燃烧；此外，含氟聚合物的低表面能使得含氟聚合物材料具有非常好的不粘性和低的摩擦系数等优点。由于含氟聚合物的优异性能，其在造纸、纺织、航空、汽车、石油和化工等领域得到了广泛的应用。

另外，材料的表面性质对材料的工程应用特性有着极其重要的影响，所以，对材料表面性质的研究已经发展成为一门独立的学科，表面能是衡量材料表面性质的重要参数，简单的讲，表面能越低越难与其他物质浸润和粘附，这便于材料表面的清洁和处理。当聚合物中部分或全部氢原子被氟原子取代后，该聚合物的表面能将因为氟原子的引入而显著降低，即，该聚合物表现出非常好的疏水疏油性能。目前，制备氟原子取代的聚合物(即含氟聚合物)的方法很多，这些聚合物的生产方法主要集中在悬浮聚合、溶液聚合和本体聚合。涂料用含氟聚合物主要是用乳液聚合法制得，而固体低表面能材料主要是以悬浮聚合为主，悬浮聚合法是以水为介质，通过加入引发剂和活化剂，使单体在一定的压力和温度下引发聚合来合成树脂的方法，进一步可将树脂捣碎、研磨、干燥，目的是获得颗粒大小不同的产品。分散聚合法需要加入少量的稳定剂(如：氟碳聚合物)和分散剂(如：全氟辛酸铵)，引发剂、催化剂在氧化还原体系中共聚的一种方法。

随着科学技术的发展和实际应用条件的拓展，目前已有的含氟聚合物比如聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚氟乙稀(PVF)、乙稀-三氟氯乙烯共聚物等已经越来越难以满足实际需要，例如，需要进一步提升含氟聚合物的耐温性和进一步提升含氟聚合物的粘附性能等。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种含氟聚合物及其制备方法，以解决现有技术中含氟聚合物不能同时满足耐高温以及低表面能要求的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种含氟聚合物，该含氟聚合物具有如下结构式：

其中，n为1～300。

进一步地，上述n为50～100。

根据本申请的另一方面，提供了一种上述任一种的含氟聚合物的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，利用具有结构式I的化合物A为底物制备具有结构式II的格氏试剂；步骤S2，利用格氏试剂与卤代丙烯进行扩链反应，得到3,5-二(三氟甲基)苯基丙烯；以及步骤S3，采用自由基聚合方式使3,5-二(三氟甲基)苯基丙烯聚合，得到含氟聚合物，其中，结构式I为结构式II为其中的X为卤素。

进一步地，上述步骤S1包括：将部分化合物A的醚溶液或部分化合物A的四氢呋喃溶液滴入镁屑中进行回流反应；将剩余部分化合物A的醚溶液或剩余部分化合物A的四氢呋喃溶液滴入未反应完全的镁屑中，以保证回流反应的反应液沸腾；剩余部分的化合物A滴加完毕后，在50～70℃下继续回流反应20～60min后，得到格氏试剂。

进一步地，上述化合物A与镁屑的摩尔比为0.9：1～1.1:1，部分化合物A的用量为化合物A的用量的10～20％。