[发明专利]一种用作流平剂的聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种用作流平剂的聚合物以及制备方法和应用，利用六氟环氧丙烷与丙烯酸类单体反应，得到中间体；中间体与烷氧基硅烷单体反应，得到烷氧基硅烷含氟丙烯酸酯单体；烷氧基硅烷含氟丙烯酸酯单体在引发剂的作用下，采用原子转移自由基聚合方法，进而得到聚烷氧基硅烷含氟丙烯酸酯。利用硅氧烷基聚合物的爽滑性，可以用于涂料、油墨的流平剂。

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种用作流平剂的聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

流平剂是一种常用的涂料和油墨助剂，能够降低涂料的表面张力，促进湿膜干燥过程中，表面张力的稳定性和均一性，用于提高涂膜的平整和光滑程度，所以流平剂大多需要具有防缩孔、爽滑、流平等功能。

现有的流平剂大致分为两大类，一种是通过调整漆膜粘度和流平时间来起作用的，这类流平剂大多是一些高沸点的有机溶剂或其混合物，如异佛尔酮、二丙酮醇、Solvesso150等；另一种是通过调整漆膜表面性质来起作用的，这类流平剂通过有限的相容性迁移至漆膜表面，影响漆膜界面张力等表面性质，使漆膜获得良好的流平。根据化学结构的不同，这类流平剂主要有三大类：丙烯酸类、有机硅类和氟碳化合物类。其中，有机硅类流平剂不具备表面状态控制能力，因此在流平剂中基本使用，多用于耐高温方面；丙烯酸类流平剂具有强的流平性，更具有消泡能力，不影响层间附着力，但是丙烯酸类流平剂基材的润湿性差，不能消除缩孔；氟类流平剂的基材润湿性良好，防缩孔能力强，但是消泡能力和层间附着力差，因此，用氟改性的丙烯酸酯类流平剂能够使氟和丙烯酸的优缺点互补。

申请号为201510592088.5的中国专利公开了一种含氟丙烯酸酯共聚物流平剂的制备方法，在稀土金属配位催化剂或过渡金属配位催化剂的作用下，将丙烯酸酯单体和含氟丙烯酸酯单体在溶剂中进行配位聚合反应，减压去除反应溶剂，与助剂按照配比制成环境友好型水溶性涂料用含氟丙烯酸酯流平剂，能有效降低涂料体系表面张力、使油漆具有流平速度快、抗缩孔能力强等特点。

申请号为200810020505.9、201110059353.5和201110059479.2的中国专利报道了系列含氟丙烯酸酯流平剂的制备方法，但这些专利都是采用传统自由基聚合方法，由于自由基聚合反应是通过加热引发自由基，自由基快引发，快增长，放出大量的热，生产过程中容易发生爆聚，可控性较差，且存在一定的危险性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用作流平剂的聚合物及其制备方法，可作为流平剂和防缩孔剂用于涂料、油墨中，利用该聚合物制得的流平剂同时兼具丙烯酸类流平剂、有机硅流平剂和氟类流平剂的优点，具有良好的爽滑性、防缩孔和底材润湿的效果。

一种用作流平剂的聚合物，具有如下所示结构：

其中，R₁～R₃、R₅均为烷基，n为10～200。

一种用作流平剂的聚合物的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、六氟环氧丙烷与丙烯酸类单体反应，得到中间体；

S2、经过步骤S1得到的中间体与烷氧基硅烷单体反应，得到烷氧基硅烷含氟丙烯酸酯单体；

S3、经过步骤S2得到的烷氧基硅烷含氟丙烯酸酯单体在引发剂的作用下，采用原子转移自由基聚合方法，进而得到聚烷氧基硅烷含氟丙烯酸酯。

进一步的，所述步骤S1中丙烯酸类单体为丙烯酸或甲基丙烯酸。

进一步的，所述六氟环氧丙烷与丙烯酸类单体摩尔比为1:1～1.2，并在氮气气氛中进行反应，反应温度为60～80℃。

进一步的，所述步骤S2中烷氧基硅烷单体为三甲基氧基硅烷、三氟丙烷三甲氧基硅烷或二甲基硅氧烷中的一种或多种混合物。