[發明專利]一種自清潔涂層材料聚合物及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201610136897.X
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105778693A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 胡繼文;廖乾勇;林樹東;涂圓圓;袁珊;李登峰
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地;中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C09D151/08
• 分類號: C09D151/08;C09D5/16;C08F283/06;C08F220/28;C08F8/42
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明屬于超雙疏自清潔領域，特別涉及一種自清潔涂層材料聚合物及其 制備方法與應用。

背景技術

目前平板電腦，手機屏幕等觸控設備應用十分廣泛，這些設備非常容易被 上人手指上、皮膚上的油脂所污染。建筑物及汽車的玻璃也很容易被一些油脂 所污染，因此開發耐磨的超雙疏涂層具有十分重要的意義。自清潔超疏水涂膜 有著防水、防霧、防雪、防污染、抗粘連、抗氧化、防腐蝕等重要特點，在科 學研究和生產、生活等諸多領域中有極為廣泛的應用前景。通過改變表面的粗 糙結構和化學成分能夠賦予材料表面很好的超疏水性。有機氟是目前報道的表 面能最低的物質。硅氧烷偶聯劑水解后可以在玻璃表面產生很強的化學吸附作 用。將二者的優異性能與經濟性相結合考慮，可以制備出在玻璃表面具有良好 吸附的超雙疏材料。正是由于含氟涂層的上述優點，目前市場上已經出現多種 含氟的涂層材料，例如道康寧公司生產的2634表面耐污材料，就是一種烷基硅 氧烷功能性全氟聚醚(PFPE)雜化聚合物，通過對PFPE聚合物與單功能性封端的 烷氧基硅烷反應，烷氧基硅烷的活性端將通過水解和縮合反應與表面反應。

3M公司申請的專利CN200780030231.5中采用了末端帶有雙鍵的全氟聚醚 自由基聚合時向其中加入含有-SH的硅氧烷偶聯劑作為鏈終止劑的方法。

大連工業大學：以氟聚全氟六氟丙烯基酰基氟、甲醇和氨丙基三甲氧基硅 烷為原料，合成了一種玻璃表面自清潔涂層全氟聚醚三甲氧基硅烷。

中國專利CN103665022A該發明提供一種通過全氟烷基醚酰氟、烯丙基胺 與三甲氧基硅烷反應得到一種新型應用于抗指紋涂料的全氟聚醚的烷氧基硅烷 的合成方法。

中國專利CN105175713A該發明公開了一種通過全氟聚醚和硅烷之間發生 基團反應來制備全氟聚醚硅烷的方法。中國專利CN103509422A采用0.1～15％ 的氟硅氧烷，1～30％的聚丙烯酸樹脂，0.1～15％的硅烷偶聯劑，33～98％的有 機溶劑，0.05～15％的酸來制備。

上述是利用全氟聚醚末端的活性反應基團如酰氟基團，羥基等與一端帶有 氨基、羥基、異氰酸基團的硅氧烷偶聯劑反應制備自清潔涂層，或者在自由基 聚合中加入硅氧烷偶聯劑來進行封端制備自清潔涂層。通過這些方法制備的自 清潔材料的分子中硅氧烷基基團都偏少。

也有人試圖采用帶有雙鍵的硅氧烷偶聯劑和丙烯酸全氟聚醚酯通過自由基 聚合制備自清潔涂層，但是由于硅氧烷偶聯劑極易水解產生硅羥基，硅羥基縮 合導致反應容易交聯。反應條件比較苛刻。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種自清潔 涂層材料聚合物的制備方法。本發明采用丙烯酸全氟聚醚酯和丙烯酸羥乙酯共 聚制得分子鏈上含有大量羥基的共聚物，然后將該聚合物和異氰酸酯基硅氧烷 偶聯劑通過基團反應的方法來制備自清潔涂層材料聚合物。

本發明的另一目的在于提供通過上述制備方法制備得到的自清潔涂層材料 聚合物。將該自清潔涂層材料聚合物制備得到的自清潔液應用在玻璃表面具有 透明，耐磨，疏水疏油的優點。

本發明的再一目的在于提供所述的自清潔涂層材料聚合物的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種自清潔涂層材料聚合物的制備方法，包括如下步驟：

通過全氟聚醚醇和丙烯酰氯反應得到末端含有雙鍵的丙烯酸全氟聚醚酯； 末端含有雙鍵的丙烯酸全氟聚醚酯和丙烯酸羥乙酯共聚制得分子鏈上含有大量 羥基的共聚物；將該共聚物和異氰酸酯基硅氧烷偶聯劑通過基團反應的方法來 制備得到自清潔涂層材料聚合物。

所述的自清潔涂層材料聚合物的制備方法，具體包括如下步驟：

(1)在溶劑中，采用全氟聚醚醇和丙烯酰氯反應，以三乙胺或者吡啶為縛 酸劑，制備末端含有雙鍵的丙烯酸全氟聚醚酯；

(2)在溶劑中，將步驟(1)制備的末端含有雙鍵的丙烯酸全氟聚醚酯， 丙烯酸羥乙酯(HEA)，引發劑投入反應瓶中，通入氮氣，進行反應，待體系變粘 后，停止反應，制得分子鏈上含有大量羥基的共聚物；

(3)在溶劑中，將步驟(2)制得的分子鏈上含有大量羥基的共聚物與異 氰酸酯基硅氧烷偶聯劑進行反應，制備得到自清潔涂層材料聚合物。