[发明专利]POSS接枝含氟苯丙复合乳液的合成方法及应用

说明书

本发明属于涂层制备技术领域领域，公开了一种POSS接枝含氟苯丙复合乳液的合成方法及应用包括：步骤一，以乙烯基三氯硅烷为前驱体，直接水解法合成八乙烯基倍半硅氧烷(OvPOSS)；步骤二，通过预乳化乳液聚合工艺，制备具有核壳结构的OvPOSS接枝含氟苯丙聚合物复合材料(OvPOSS/FPSA)；步骤三，取定量的(OvPOSS/FPSA)复合材料，在磁力搅拌的情况下，加入一定比例的纳米溶胶和乙醇共溶剂，室温下搅拌2h后，过200目筛出料，得到复合乳液。本发明通过简单的物理共混方法制备疏水涂层，制备方法简单、可控，易于大面积使用。

技术领域

本发明属于涂层制备技术领域，尤其涉及一种POSS接枝含氟苯丙复合乳液的合成方法及应用。

背景技术

超疏水涂层因其特殊的润湿性能和拒水性能在工业、农业、国防和日常生活中有巨大的应用前景。目前，通过化学仿生手段构筑低表面能表面和粗糙结构获得的超疏水涂层存在制备工艺复杂、成本高、涂层的耐化学品性、耐刮擦和耐久性不好，限制它的应用。

综上所述，现有技术存在的问题是：通过化学仿生手段构筑低表面能表面和粗糙结构获得的超疏水涂层存在制备工艺复杂、成本高、涂层的耐化学品性、耐刮擦和耐久性不好，限制它的应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种POSS接枝含氟苯丙复合乳液的合成方法及应用。

本发明是这样实现的，一种POSS接枝含氟苯丙复合乳液的合成方法包括以下步骤：

步骤一，以乙烯基三氯硅烷为前驱体，直接水解法合成八乙烯基倍半硅氧烷(OvPOSS)；

步骤二，通过预乳化乳液聚合工艺，制备具有核壳结构的OvPOSS接枝含氟苯丙聚合物复合材料(OvPOSS/FPSA)；

步骤三，取定量的(OvPOSS/FPSA)复合材料，在磁力搅拌的情况下，加入5-20％(指占复合材料的质量分数，下同)纳米溶胶和乙醇(5％)共溶剂，室温下搅拌2h后，过200目筛出料，得到复合乳液。

进一步，所述步骤二中，具体步骤如下：

(1)核/壳单体预乳化；

(2)乳液共聚；

(3)定量取上述制备的复合乳液，加入计量的成膜助剂和润湿分散剂，磁力搅拌10min后，用滴管挤滴载玻片上，进行旋涂成膜(转速200rpm，时间为9s)，50℃下干燥30min得到复合材料。

进一步，所述步骤三中，纳米溶胶为水性SiO₂，固含量约为30％，pH＝9左右，粒径为20-50nm；硅溶胶与OvPOSS/FPSA复合乳液的质量比为1∶1。

本发明通过直接水解法合成了八乙烯基倍半硅氧烷(OvPOSS)，然后通过预乳化工艺和乳液共聚的方法制备了具有核壳结构的OvPOSS接枝含氟苯丙聚合物复合乳液(OvPOSS/FPSA)，制备的OvPOSS/FPSA复合材料为星形结构，接枝反应使平均粒径稍为增加，但随着OvPOSS用量的增加而下降。OvPOSS分子结构上部分的活性基团发生了接枝反应。接枝反应提高了涂膜的表面粗糙度，随着OvPOSS用量的增加，水接触角增加。热稳定性曲线显示，接枝反应提高了复合涂膜的热稳定性。OvPOSS/FPSA复合乳液与纳米溶胶物理共混制备OvPOSS/FPSA-SiO2复合材料，利用相似相溶原理和纳米溶胶自身的sol-gel反应，驱使SiO2颗粒以OvPOSS为“核”进行团聚，形成微纳米双阶结构，构筑粗糙结构，提高涂膜的疏水性，通过简单的物理共混方法制备疏水涂层，制备方法简单、可控，易于大面积使用，为低成本制备大面积高性能超疏水涂层提供理论指导，促进超疏水涂层的应用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的POSS接枝含氟苯丙复合乳液的合成方法及应用的流程图；