[發(fā)明專利]一種含氟三嵌段共聚物及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111586152.0
• 申請(qǐng)日: 2021-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114213599A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王貴友;顧希茜;朱蕓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F283/06
• 分類號(hào): C08F283/06;C08F220/20;C08F220/18;C08F220/14;C08F220/34;C08F220/32;C08F220/28;C08F220/06;C08F4/10;C08F4/26
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

本發(fā)明涉及一種含氟三嵌段共聚物及其制備方法與應(yīng)用。所述含氟三嵌段共聚物由以下重量份的原料制備而成：9～30份的全氟聚醚、7～25份的酰溴、7～25份的縛酸劑、2～60份的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、0.3～1份的催化劑。制備方法包括：步驟一：縛酸劑作用下，通過(guò)全氟聚醚與酰溴的反應(yīng)獲得大分子引發(fā)劑；步驟二：催化劑作用下，大分子引發(fā)劑引發(fā)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合，制得含氟三嵌段共聚物。本發(fā)明制備的共聚物具有良好的消泡能力，且在長(zhǎng)期存儲(chǔ)后仍保持原本性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)添加劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種含氟三嵌段共聚物及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，一旦涉及攪拌就容易面臨泡沫問(wèn)題，如造紙、紡織、印染、涂料、粘合劑等等。泡沫會(huì)對(duì)這些工業(yè)過(guò)程造成諸多問(wèn)題，比如浪費(fèi)原料、延長(zhǎng)反應(yīng)周期、降低產(chǎn)品質(zhì)量等。所以，控制和消除這類會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成不利影響的泡沫極具技術(shù)與經(jīng)濟(jì)意義。

Marangoni效應(yīng)指出，氣泡的破裂是由氣泡壁上最薄的那一點(diǎn)開(kāi)始的，當(dāng)這一薄點(diǎn)伸縮，其上的表面活性劑濃度就降低了，造成該區(qū)域的表面張力增大，于是產(chǎn)生了指向薄點(diǎn)的作用力，致使泡壁上面的液體被拉向此區(qū)域，防止該點(diǎn)進(jìn)一步變薄。消泡劑取代了氣泡壁上的表面活性劑，從而抑制了Marangoni效應(yīng)。同時(shí)消泡劑通過(guò)取代泡沫穩(wěn)定劑，可能降低泡沫黏度，加快液體沿泡壁流下的速度，促使氣泡破裂。目前，國(guó)內(nèi)外消泡劑品類繁多，按類別可分為有機(jī)硅類和非硅類。有機(jī)硅類消泡劑雖然具有消泡迅速、安全無(wú)毒等特點(diǎn)，但它容易出現(xiàn)縮孔問(wèn)題，對(duì)比之下由含氟共聚物制得的消泡劑的優(yōu)勢(shì)便體現(xiàn)出來(lái)。

原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)具有反應(yīng)條件溫和、結(jié)果可控等諸多優(yōu)點(diǎn)，利用該法可以順利合成出具有預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)的共聚物。目前最為常見(jiàn)的便是利用該法并選擇含氟(甲基)丙烯酸酯單體用作原料合成含氟共聚物，既有的中國(guó)專利CN102964543A、CN101215364A以及CN102070755A分別公開(kāi)了兩親含氟五嵌段共聚物、氟硅三嵌段共聚物和含氟三嵌段共聚物的制備，合成方法與單體選擇均如前述。但隨著綠色理念的深入人心，擁有長(zhǎng)氟碳鏈(-C_nF_2n+1，n≥8)的含氟(甲基)丙烯酸酯的降解問(wèn)題和生物潛在危害性受到廣泛關(guān)注。主鏈擁有醚鍵的全氟聚醚具備可降解性，較含氟(甲基)丙烯酸酯聚合物更具環(huán)保優(yōu)勢(shì)。此外，利用ATRP法合成聚合物，為避免副反應(yīng)，一般將單體轉(zhuǎn)化率控制在60％～80％，因此上述三個(gè)中國(guó)發(fā)明專利中含氟(甲基)丙烯酸酯單體并沒(méi)有得到充分利用，導(dǎo)致昂貴的含氟單體資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)中有機(jī)硅類消泡劑存在容易出現(xiàn)縮孔的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種含氟三嵌段共聚物及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明提供的含氟三嵌段共聚物為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯改性的全氟聚醚共聚物，全氟聚醚嵌段的引入為其提供了低表面能組分，使具備消除微小氣泡的能力，適用于透明涂料以及膠粘劑體系；本發(fā)明的含氟三嵌段共聚物為非硅類聚合物消泡劑，具有自分散性，使用方便；解決了大部分消泡劑在高粘體系中消泡速度慢、抑泡時(shí)間短的問(wèn)題，用作消泡劑具有優(yōu)異的消泡效果，還可避免現(xiàn)有技術(shù)中有機(jī)硅類消泡劑存在容易出現(xiàn)縮孔的技術(shù)問(wèn)題，所以本發(fā)明的含氟三嵌段共聚物具有極佳的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明首先提供一種含氟三嵌段共聚物，由以下重量份的原料制備而成：

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述全氟聚醚為α,ω-二羥基全氟聚醚，所述α,ω-二羥基全氟聚醚選自結(jié)構(gòu)通式為式(1)、式(2)、式(3)或式(4)中的一種：

其中，R基為碳原子數(shù)為1～20的烷基或聚烷氧基中的一種或多種組合；

p、q、h、i、j、k、l、m、n、t、u、v、x、z為1～50。