[发明专利]一种多官能团嘌呤类化合物、其制备方法及其在制备超疏水材料中的应用

说明书

本发明涉及超疏水材料领域，具体涉及一种多官能团嘌呤类化合物、其制备方法及其在制备超疏水材料中的应用；本发明的多官能团嘌呤类化合物修饰基底材料，能够大大提升超疏水材料应用时的附着力，同时本化合物上还带有嘌呤基团，能够提升超疏水材料的耐久性，利用上述性质和该超分子的制备方法可用本化合物修饰纳米氧化物材料得到超疏水材料，提升超疏水材料的附着力和耐久性；另外，本化合物还带有多种其他基团，经过本化合物修饰得到的超疏水材料的应用范围变得更为广泛。

技术领域

本发明涉及超疏水材料领域，特别是涉及一种多官能团嘌呤类化合物、其制备方法及其在制备超疏水材料中的应用。

背景技术

超疏水是指材料的表面与水之间的接触角＞150°，这种材料具有良好的疏水能力，可以实现防污自洁、防水等多种功能，是近十几年来学术研究和产业化应用的热点之一。通过对荷叶、蝴蝶、壁虎等具有超疏水本领的植物和动物的超疏水部位进行研究，逐渐归纳出具有超疏水特性的表面所应该具备的两个重要条件：一是表面必须具备有粗糙的微纳结构；二是表面必须要有低表面能物质的修饰。

就人工合成的超疏水材料而言，一般用纳米或微米的材料构建粗糙的微纳结构，而表面能修饰材料多选用低表面能的蜡、硅油或氟化物等。目前超疏水材料虽然在理论研究上取得了重大进展，但是在实际应用方面仍然面临着附着力差和耐久性不好的问题。附着力差主要是因为微纳米材料与基底的结合力弱导致的，而耐久性不好主要是在户外使用紫外线照射导致的有机修饰材料分解所致。

发明内容

为解决上述问题本发明提供一种多官能团嘌呤类化合物，该化合物具有多个羟基，可通过羟基与纳米氧化物的羟基缩合，修饰纳米氧化物得到超疏水材料，同时该化合物中的嘌呤基团可吸收90％以上的紫外线，可吸收紫外线的波长为250-385nm，被吸收的紫外光以热的形式辐射掉，进而保护修饰剂的其他有机基团不受紫外光破坏，有助于提高超疏水材料的耐久性。

一种多官能团嘌呤类化合物，其结构式如式VI所示，

其中，R₁、R₂和R₃均选自-H和C1-C6的烷基，R₄选自-H和-F，n＝0-100。

该化合物含有多种基团，包括羟基、氨基、羧基和酯基，其中的羟基可用于与纳米氧化物的羟基结合，进而修饰纳米氧化物得到超疏水材料，同时，余下的基团可拓宽超疏水材料的应用范围；不同的基底材料含有不同的活性基团，如玻璃基底富含羟基，漆面富含酯基、氨基、羧基，一些织物表面也含有丰富的羟基等，该化合物的羟基可以和玻璃及织物的羟基缩合，其羧基、氨基和酯基可以和玻璃的羟基、织物的羟基、漆面的酯基、氨基、羧基形成氢键，这些化学键的结合均能明显提升超疏水材料在基底材料上的附着力；该化合物的结构中，R₁、R₂、R₃为碳原子数小于6的烷烃或氢原子，此时均可以取得良好的疏水效果和附着力，R₄为F原子或H原子，其中为F原子时，疏水性会好于H原子。

更为优选的，R₁为甲基，R₂为丙基，R₃为己基，R₄为F原子，n＝0。

更为优选的，R₁为丙基，R₂为甲基，R₃为丁基，R₄为F原子，n＝30。

更为优选的，R₁为己基，R₂为己基，R₃为甲基，R₄为H原子，n＝100。

本发明还提供一种上述多官能团嘌呤类化合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：取如式I所示化合物，使其与镁粉在乙醚中反应，并回流24小时，得到如式II所示化合物；