[發明專利]超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010116046.1
• 申請日: 2010-02-23
• 公開（公告）號: CN101805434A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 羅正鴻;于海江;周寅寧
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F292/00;C09D153/00;C09D5/16
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

1.超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料，其特征在于其化學結構式為：

其中，Silica為二氧化硅，m為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷聚合度，n為甲基丙烯酸七氟丁酯的聚合度。

2.如權利要求1所述的超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)制備硅烷偶聯劑改性的納米二氧化硅

在容器中依次加入納米二氧化硅、甲苯和硅烷偶聯劑3-氨基丙基三甲氧基硅烷，抽真空-充惰性氣體以排除體系中的空氣，油浴中回流反應，離心分離，傾去上層溶劑，除去吸附的硅烷偶聯劑，干燥，得硅烷偶聯劑改性的納米二氧化硅；

2)制備納米二氧化硅原子轉移自由基表面引發劑

在經烘烤處理的容器中加入硅烷偶聯劑改性的納米二氧化硅和甲苯，密封抽真空-充惰性氣體，再依次加入三乙胺和2-溴異丁酰溴，反應結束后離心分離，傾去有機溶液，除去副產物季胺鹽，干燥，得淺黃色的納米二氧化硅原子轉移自由基表面引發劑；

3)制備SiO₂-聚甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷大分子引發劑

在經烘烤的容器中加入納米二氧化硅原子轉移自由基表面引發劑，以鹵化亞銅為催化劑，含吡啶環化合物或含吡啶環化合物的衍生物為催化劑配體，分別加入甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和惰性溶劑，抽真空-充氮氣循環至少3次后，將容器置于恒溫油浴中攪拌反應，再冷卻到室溫以終止反應，再溶于四氫呋喃中，離心分離，收取納米二氧化硅雜化材料沉淀，分別用四氫呋喃、丙酮超聲洗滌，以除去吸附的游離聚合物，干燥，得SiO₂-聚甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷大分子引發劑；

4)制備氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米超疏水材料

單體甲基丙烯酸七氟丁酯的原子轉移自由基聚合在惰性氣氛保護下進行，在經烘烤的容器中加入SiO₂-聚甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷大分子引發劑，以鹵化亞銅為催化劑，含吡啶環化合物或其衍生物為催化劑配體，在惰性溶劑中進行原子轉移自由基聚合，經過抽真空-充氮氣循環至少3次后加熱反應，冷卻到室溫以終止反應，再溶于四氫呋喃中，離心分離，收取納米SiO₂雜化材料沉淀，分別用四氫呋喃、丙酮超聲洗滌，除去吸附的游離聚合物，真空干燥，得SiO₂-聚甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷-b-聚甲基丙烯酸七氟丁酯納米雜化材料，即氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米超疏水材料。

3.如權利要求2所述的超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料的制備方法，其特征在于在步驟1)中，按摩爾比，納米二氧化硅表面羥基含量∶甲苯∶3-氨基丙基三甲氧基硅烷為1∶(200～300)∶(1～3)；所述納米二氧化硅的粒徑為14nm。

4.如權利要求2所述的超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述油浴中回流反應的時間為12～24h，反應的溫度為80～120℃；

所述除去吸附的硅烷偶聯劑依次用甲苯和丙酮超聲洗滌。

5.如權利要求2所述的超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料的制備方法，其特征在于在步驟2)中，按摩爾比，硅烷偶聯劑改性的納米二氧化硅表面氨基含量∶甲苯∶三乙胺∶2-溴異丁酰溴為1∶(200～300)∶(1～5)∶(1～2.5)。

6.如權利要求2所述的超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述反應的溫度為0～30℃；所述除去副產物季胺鹽先以甲苯，再以丙酮和水混合溶液，最后以丙酮為溶劑各超聲至少1次。

7.如權利要求2所述的超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料的制備方法，其特征在于在步驟3)中，按摩爾比，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷∶催化劑∶納米二氧化硅原子轉移自由基表面引發劑∶催化劑配體∶惰性溶劑為(20～60)∶1∶1∶(1～2)∶(200～300)；所述催化劑配體為1，1，4，7，7-五甲基二乙烯基三胺；所述惰性溶劑為甲苯或二甲基甲酰胺。

8.如權利要求2所述的超疏水的氟硅聚合物/納米二氧化硅雜化納米材料的制備方法，其特征在于在步驟3)中，所述反應的溫度為80～120℃，反應的時間控制在3～10h；所述干燥的溫度為40～50℃，相對真空度為0.08～0.1MPa。