[发明专利]一种前驱体及其制备方法、以及超双疏涂层材料及其制备方法、以及超双疏涂层

说明书

本发明创造提供了一种前驱体及其制备方法、以及超双疏涂层材料及其制备方法、以及超双疏涂层，通过全氟聚醚的衍生物和ε‑己内脂聚合形成中间产物，再通过中间产物和异氰酸酯甲基三乙氧基硅制备的前驱体，自身具备低表面能官能团，同时由于端基含有6个乙氧基，能够与大多数有机硅源作为共前驱体参与水解—缩聚等化学反应，用于溶胶凝胶法、共沉淀法等方法，能够制备各种功能材料，尤其是用于制备低表面能的超双疏材料，以降低这些材料最终的表面能并且形成结构更稳定的主链。

技术领域

本发明创造属于材料合成技术领域，尤其是涉及一种前驱体及其制备方法、以及由该前驱体得到的超双疏涂层材料及其制备方法、以及超双疏涂层。

背景技术

前驱体多见于溶胶凝胶法、共沉淀法等材料制备方法中，是合成材料目标产物的雏形样品，即再经过某些步骤就可实现目标产物的前级产物。制备超双疏材料、二氧化硅气凝胶绝热材料、光催化降解材料、吸声材料等功能性材料都会用到有机硅源做前驱体。前驱体可以选用常用化工原料，也可以根据目标产物自主合成，前者优势在于成本低，后者则能够提升目标产物的功能性或弥补传统材料缺陷。例如201610017971.6“一种可见光响应的TiO₂前驱体的制备方法及得到的TiO₂前驱体和催化剂”就是通过普通的化工原料钛酸酯合成了一种前驱体，这种合成的前驱体解决了普通TiO₂可见光下不响应的难题；再比如202010253246.5“一种网格状多孔前驱体材料及其制备方法、以及一种正极材料”发明了一种网格状多孔前驱体材料，通过这种前驱体制备得到的正极材料倍率性能高，储能材料活化率高，容量得以提升。

目前以硅-氧“Si-O”为主链的材料在制备合成前期多采用有机硅源做前驱体，常见的比如甲基三甲氧基硅烷，三乙氧基硅烷等，共同特点是含有甲氧基或者乙氧基等易水解形成不饱和键的端基，在溶剂体系下能够缩聚成主链。优点在于成本低，属于常见化工原料。不足之处在于分子量小，自身没有功能特性，仅可作为普通主链，对材料特性的改造和修饰全部来源于缩聚成主链后对支链的改性。

由固体浸润性的基本理论(Wenzel模型和Cassie模型)可知，影响固体材料表面浸润性主要有以下两方面因素：表面自由能和表面粗糙度。因此，目前国内、外在研究和制备生产超双疏涂层时主要技术路线分为两种，一种是通过刻蚀或其他电化学方法在基材表面构造纳米级粗糙表面，另一种则是利用低表面能的物质对材料改性降低涂层表面能。前者受方法限制很难大规模生产，后者是现阶段主要的制备和生产手段。目前超双疏材料的主链大多以碳链、硅链、金属氧化物为主，但由于低表面能的物质是通过取代、链引发、后加成等方法对主链进行改性，因此缺点在于改性后的材料抗机械摩擦性能差，改性环节周期长，改性剂特别是含氟的改性剂成本高，导致超双疏涂层成本无法降低，限制其在行业普及。

发明内容

有鉴于此，为解决现有前驱体存在的问题，本发明创造提出了一种前驱体及其制备方法，该前驱体因其自身含有全氟聚醚衍生物，使其作为硅源在制备最终目标产物所形成的链状结构或网状结构更稳定且表面能更低。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种前驱体，所述前驱体为含氟聚醚三乙氧基硅烷封端的聚己内酯前驱体，其化学分子式为：

其中，PFxPEn为

进一步的，所述PFxPEn中，0＜x≤5，x优选为1、2；0＜n≤10，n优选为2、5、10。

一种前驱体的制备方法，包括如下步骤：

S1、将六氟环氧丙烷分散在非质子溶剂中，加入氟化碱金属无机盐作为催化剂，进行阴离子聚合，至六氟环氧丙烷开环；反应式如下：