[發明專利]一種有機硅改性的氟碳樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201410059916.4
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN104231122B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 王炳舜;羅正鴻;林坤志
• 申請（專利權）人: 江蘇中瀛涂料有限公司
• 主分類號: C08F8/42
• 分類號: C08F8/42;C08F220/04;C08F220/64;C08F220/16;C08F214/26;C08F214/22;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/06;C08K7/08;C08K3/34;C08L33/02;C08L33/08
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技術領域

本發明涉及一種應用于精密儀器表面的有機硅改性氟碳樹脂的配方和制備方法。

背景技術

氟碳樹脂主要特點是樹脂中含有C-F鍵，健長短（0.135nm），鍵能大（486?KJ/mol），因此氟碳樹脂有優良的耐候性、耐化學藥品性、耐水性和表面自潔等性能。但是由于氟碳樹脂的C-F鍵的健長短和鍵能大導致低附著性，而精密儀器表面涂膜需要有良好的高附著力，由此限制了氟碳樹脂在精密儀器表面涂膜的應用，而且制備氟碳樹脂的氟碳單體特別是全氟碳單體的價格昂貴,?目前我國的氟碳單體主要依賴于進口,?尚未形成工業化生產,?同樣限制了我國氟碳樹脂的生產和應用。

用有機硅對氟碳樹脂進行改性，可增強其耐低溫性、耐沖擊力和耐候性等多種性能，硅烷偶聯劑的引入可以增強涂料與基材的附著力，同時降低產品價格。有機硅改性氟碳樹脂的方法有物理共混法和化學聚合法。物理共混是將有機硅樹脂直接加入氟碳樹脂中進行物理混合改性；化學聚合主要是通過含硅、含氟單體共聚或通過其他方法在有機氟碳聚合物主鏈上引入含硅基團，形成嵌段、接枝或互穿網絡共聚物，達到對其改性的目的。一般來說，物理共混改性比較容易，但化學聚合改性效果更好。

針狀硅酸鹽是一種含有納米短纖維的天然層狀含水富鎂鋁硅酸鹽礦物，典型的品種有凹凸棒石和坡縷石。針狀硅酸鹽的基本化學式為:Mg5[Al]Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O，最小結構單元是纖維狀的納米單晶,單晶直徑為10-25nm,長度為100-3000nm,單晶平行排列形成晶束,晶束又相互聚集形成5-40μm的顆粒。針狀硅酸鹽分散在氟碳樹脂中可以提高氟碳樹脂材料性能，不僅僅是增強作用，而且還能賦予基體材料其他新的性能。針狀硅酸鹽的粒子尺寸較小，透光率好，將其加入氟碳樹脂中可以使樹脂變得很致密，提高透明度，韌性、強度也有所改善，防水性能大大增強。

本發明降低了氟碳單體的含量，與普通氟碳樹脂相比，含量從38%-45%降低到5-10%，并且采用四氟乙烯和偏二氟乙烯的混合單體，從而降低氟碳單體的使用，降低成本，利于工業化生產。

發明內容

本發明的目的是在于提供一種有機硅改性的氟碳樹脂及其制備方法，以解決精密儀器表面涂膜難以長久使用的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種有機硅改性的氟碳樹脂，其特征在于：其組成為：混合氟單體5%-9%、硅烷偶聯劑4%-8%、針狀硅酸鹽5%、烯酯30%-40%、不飽和烯酸33%-39%、酮類8%-12%、引發劑（偶氮二異丁腈）1%，所述百分比均為質量百分比。

前述的一種有機硅改性的氟碳樹脂，其特征在于：該氟碳樹脂的數均分子量在8000-100000之間，且在每個分子上至少有25%的不飽和基和至少20%的醇羥基，該氟碳樹脂的氟化程度至少為6%，主鏈上含有機硅至少0.5%，側鏈上含有機硅至少5%。

前述的一種有機硅改性的氟碳樹脂，其特征在于：該氟碳樹脂的平均官能度在2-4之間。

前述的一種有機硅改性的氟碳樹脂，其特征在于：所述混合氟單體為體積比為3:2的四氟乙烯和偏二氟乙烯的混合單體。

前述的一種有機硅改性的氟碳樹脂，其特征在于：所述硅烷偶聯劑為含甲氧基和酰氧基的有機硅偶聯劑。

前述的一種有機硅改性的氟碳樹脂，其特征在于：所述針狀硅酸鹽是一種含納米短纖維的天然層鏈狀含水富鎂鋁硅酸鹽礦物，具體可以是凹凸棒石或坡縷石。

前述的一種有機硅改性的氟碳樹脂，其特征在于：所述烯酯為甲基丙烯酸乙酯、甲基丁烯酸乙酯、丙烯酸甲酯中的一種。

前述的一種有機硅改性的氟碳樹脂，其特征在于：所述不飽和烯酸為巴豆酸、丙烯酸、硬脂酸中的一種。

前述的一種有機硅改性的氟碳樹脂，其特征在于：所述酮類為甲基異丁基酮、甲基異丁基甲酮中的一種。

一種有機硅改性的氟碳樹脂的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：將烯酯30%-40%、不飽和烯酸33%-39%、酮8%-12%在反應釜中充分混合，加入引發劑偶氮二異丁腈1%，真空密閉，通入混合氟單體5%-9%，加熱，控制反應溫度80-90℃，保持2-2.5個大氣壓，反應5-7小時后，加入硅烷偶聯劑4%-8%和針狀硅酸鹽5%，繼續反應1小時，停止通入混合氣體，回收氣相單體，出料得到有機硅改性氟碳樹脂，其中，所述百分比均為質量百分比，所述混合氟單體為體積比3:2的四氟乙烯和偏二氟乙烯的混合單體。

本發明的有益效果是：