[發明專利]一種前驅體及其制備方法、以及超雙疏涂層材料及其制備方法、以及超雙疏涂層

有效

• 申請號: 202110373662.3
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113061240B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 劉棟;張希
• 申請（專利權）人: 天津承科翊華科技有限公司
• 主分類號: C08G63/91
• 分類號: C08G63/91;C08G63/664;C09D201/00;C09D5/00
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 趙佳

本發明創造提供了一種前驅體及其制備方法、以及超雙疏涂層材料及其制備方法、以及超雙疏涂層，通過全氟聚醚的衍生物和ε?己內脂聚合形成中間產物，再通過中間產物和異氰酸酯甲基三乙氧基硅制備的前驅體，自身具備低表面能官能團，同時由于端基含有6個乙氧基，能夠與大多數有機硅源作為共前驅體參與水解—縮聚等化學反應，用于溶膠凝膠法、共沉淀法等方法，能夠制備各種功能材料，尤其是用于制備低表面能的超雙疏材料，以降低這些材料最終的表面能并且形成結構更穩定的主鏈。

技術領域

本發明創造屬于材料合成技術領域，尤其是涉及一種前驅體及其制備方法、以及由該前驅體得到的超雙疏涂層材料及其制備方法、以及超雙疏涂層。

背景技術

前驅體多見于溶膠凝膠法、共沉淀法等材料制備方法中，是合成材料目標產物的雛形樣品，即再經過某些步驟就可實現目標產物的前級產物。制備超雙疏材料、二氧化硅氣凝膠絕熱材料、光催化降解材料、吸聲材料等功能性材料都會用到有機硅源做前驅體。前驅體可以選用常用化工原料，也可以根據目標產物自主合成，前者優勢在于成本低，后者則能夠提升目標產物的功能性或彌補傳統材料缺陷。例如201610017971.6“一種可見光響應的TiO₂前驅體的制備方法及得到的TiO₂前驅體和催化劑”就是通過普通的化工原料鈦酸酯合成了一種前驅體，這種合成的前驅體解決了普通TiO₂可見光下不響應的難題；再比如202010253246.5“一種網格狀多孔前驅體材料及其制備方法、以及一種正極材料”發明了一種網格狀多孔前驅體材料，通過這種前驅體制備得到的正極材料倍率性能高，儲能材料活化率高，容量得以提升。

目前以硅-氧“Si-O”為主鏈的材料在制備合成前期多采用有機硅源做前驅體，常見的比如甲基三甲氧基硅烷，三乙氧基硅烷等，共同特點是含有甲氧基或者乙氧基等易水解形成不飽和鍵的端基，在溶劑體系下能夠縮聚成主鏈。優點在于成本低，屬于常見化工原料。不足之處在于分子量小，自身沒有功能特性，僅可作為普通主鏈，對材料特性的改造和修飾全部來源于縮聚成主鏈后對支鏈的改性。

由固體浸潤性的基本理論(Wenzel模型和Cassie模型)可知，影響固體材料表面浸潤性主要有以下兩方面因素：表面自由能和表面粗糙度。因此，目前國內、外在研究和制備生產超雙疏涂層時主要技術路線分為兩種，一種是通過刻蝕或其他電化學方法在基材表面構造納米級粗糙表面，另一種則是利用低表面能的物質對材料改性降低涂層表面能。前者受方法限制很難大規模生產，后者是現階段主要的制備和生產手段。目前超雙疏材料的主鏈大多以碳鏈、硅鏈、金屬氧化物為主，但由于低表面能的物質是通過取代、鏈引發、后加成等方法對主鏈進行改性，因此缺點在于改性后的材料抗機械摩擦性能差，改性環節周期長，改性劑特別是含氟的改性劑成本高，導致超雙疏涂層成本無法降低，限制其在行業普及。

發明內容

有鑒于此，為解決現有前驅體存在的問題，本發明創造提出了一種前驅體及其制備方法，該前驅體因其自身含有全氟聚醚衍生物，使其作為硅源在制備最終目標產物所形成的鏈狀結構或網狀結構更穩定且表面能更低。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種前驅體，所述前驅體為含氟聚醚三乙氧基硅烷封端的聚己內酯前驅體，其化學分子式為：

其中，PFxPEn為

進一步的，所述PFxPEn中，0＜x≤5，x優選為1、2；0＜n≤10，n優選為2、5、10。

一種前驅體的制備方法，包括如下步驟：

S1、將六氟環氧丙烷分散在非質子溶劑中，加入氟化堿金屬無機鹽作為催化劑，進行陰離子聚合，至六氟環氧丙烷開環；反應式如下：