[發明專利]一種超疏水含氟有機硅微球的制備方法

有效

• 申請號: 202010989093.0
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112080007B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 王江波
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: C08G77/26
• 分類號: C08G77/26;C08G77/06
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 張一平;張群

本發明涉及一種超疏水含氟有機硅微球的制備方法包括以下步驟：(1)將γ?氨丙基三乙氧基硅烷、全氟丁酸甲酯充分混合，通入氮氣，回流反應；(2)反應結束后，加入無水乙醇、全氟溶劑，分液，取出下層液體，經減壓蒸餾得到全氟硅烷；(3)將步驟(2)所得全氟硅烷與三烷氧基硅烷、乙醇、水混合均勻，再加入四甲基氫氧化銨調節pH值至8.3～8.7，48～52℃下反應3.8～4.2小時，即得到超疏水含氟有機硅微球。本發明所制備微球中的硅氧烷結構和含氟基團以共價鍵形式鍵合，在整個微球內部都分布均勻，從而形成實心結構的微球，較現有技術的核殼狀微球，具體更好的耐摩擦及耐久性好，且由于反應性基團數量分布廣泛，使得材料具有優異的疏水性。

技術領域

本發明涉及有機硅材料領域，具體涉及一種超疏水含氟有機硅微球的制備方法。

背景技術

有機硅微球具有三維交聯網絡結構，呈現出優異的耐熱性能、光學性能、潤滑性能等，但其側鏈多為親油性的甲基或長碳鏈烷基，耐油性、耐酸堿性及耐溶劑性較差。含氟材料具有突出的化學穩定性、極低的表面能和優異的疏水疏油性等優點，有“特效材料”之稱。硅氧烷結構和含氟基團在微球中同時以共價鍵形式鍵合，能夠集有機硅與含氟材料的優點，從而獲得一種綜合性能優良的新型含氟有機硅微球，適應高新技術領域的應用要求。

例如，申請號為CN201510628804.0的《一種有機硅光擴散微球的制備方法》(授權公告號：CN105254823B)披露了一種方案，在反應釜中，加入一定量的分散劑、引發劑、有機硅樹脂微球、全氟丁基乙烯、4-乙烯基吡啶進行聚合反應，制得的疏水性有機硅樹脂微球改善了其在聚碳酸酯基體中的分散性。

超疏水材料是指水滴表面接觸角大于150°的材料，目前已在自清潔涂料、催化劑載體、聚合物光散射等領域展現出良好的應用潛力。上述現有技術中制備的疏水性含氟有機硅微球都采用核殼結構，即將含氟化合物吸附或接枝在有機硅微球表面，這造成了疏水材料的耐摩擦性和耐久性存在一定的弊端，而且這種方法制備的微球疏水性，受限于有機硅內核微球表面的反應性基團數量，使得制備超疏水微球較為困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種耐摩擦及耐久性好、球形度好的超疏水含氟有機硅微球的制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種超疏水含氟有機硅微球的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將γ-氨丙基三乙氧基硅烷、全氟丁酸甲酯充分混合，通入氮氣，回流反應；

(2)反應結束后，加入無水乙醇、全氟溶劑，分液，取出下層液體，經減壓蒸餾得到全氟硅烷；

(3)將步驟(2)所得全氟硅烷與三烷氧基硅烷、乙醇、水混合均勻，再加入四甲基氫氧化銨調節pH值至8.3～8.7，48～52℃下反應3.8～4.2小時，即得到所述的超疏水含氟有機硅微球。

具體合成路線為：

R:-CH₃oi.-C₆H₅。

優選地，步驟(1)中，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷與全氟丁酸甲酯的體積比為1:(1～3)。

優選地，步驟(1)中，在64～67℃下回流反應11～13h。

優選地，步驟(2)中，所述無水乙醇、全氟溶劑與步驟(1)的混合溶液的體積比為1:1:(0.1～0.2)。

優選地，步驟(2)中，所述全氟溶劑為全氟己烷、全氟庚烷中的一種。

優選地，步驟(3)中，所述三烷氧基硅烷為甲基三烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷中的一種，