可聚合全氟聚醚單體合成方法
【專利說明】可聚合全氟聚醚單體合成方法 【技術領域】
[0001] 本發明涉及涂料技術領域，尤其涉及一種可聚合全氟聚醚單體合成方法。 【【背景技術】】
[0002] 光學器件、紡織物、木材、金屬、皮革、塑料、陶瓷等在使用過程中容易被擦傷、劃 傷、磨損或污染。向這些材料表面施加具備特定功能的涂層或保護膜，能夠顯著提高其耐久 性和使用性能，同時具備更好的外觀裝飾效果。
[0003] -CF3的臨界表面張力最低，在丙烯酸系樹脂體系中，將丙烯酸系單體與少量氟化 單體共聚，將-CF3基團引入聚合物側鏈，使其排布在聚合物涂層外側，能夠達到增強一系 列表面性能的效果。因而，氟烷基化合物因其突出的疏水、疏油、防腐和耐久性能而被廣泛 應用，例如氟化的甲基丙烯酸酯等（CH2 =CHCOOCH2CH2CnF2n+l，n彡8)。但這些長氟碳鏈 化合物雖穩定性好，疏水疏油性能優良（水接觸角可達到110° )，但難以被生物降解，對環 境、生物和人體造成潛在危害。容易致畸、致癌，不利于環境保護和人體健康。
[0004] 相關技術中，引入全氟聚醚鏈段的聚合物中，大多使用化學性質活潑的原材料 (如LiAlH4,CH2 =CHCOC1)。由于此類原材料性質活潑、價格較貴，需在-50~-40°c的環 境下使用，且滴加速度須嚴格控制，一旦操作過快則易引發爆炸，因而加大了操作難度、提 高了原料成本且危險性較高，且在聚合物制備過程中，制備方法復雜，不利于規模化生產。 因此，本領域技術人員面臨一個共同的難題：即如何提供一種合成方法簡單、應用性強的可 聚合全氟聚醚單體合成方法，且通過該方法合成的可聚合全氟聚醚單體環保性能較強，通 過該單體合成的化合物疏水、疏油、防腐和耐久性能較好。
[0005] 因此，實有必要提供一種新的可聚合全氟聚醚單體合成方法來克服上述技術問 題。 【
【發明內容】
】
[0006] 本發明需要解決的技術問題是提供一種合成方法簡單、應用性較強且合成的單體 環保性能較強的可聚合全氟聚醚單體合成方法。
[0007] 本發明一種可聚合全氟聚醚單體合成方法，所述方法包括以下步驟：
[0008] 步驟一、合成全氟聚醚酰氟（CF3CF2 [CF2OCF(CF3) ]nCOF):
[0009] 按以下重量百分比準備以下成分：六氟環氧丙烷90~95%、氟鹽0. 14~0. 27%、 非質子極性溶劑4. 88~9. 77% ;
[0010] 向所述非質子極性溶劑中加入金屬鈉絲，靜置，直至無氫氣產生，得到除水后的 非質子極性溶劑；
[0011] 提供帶有攪拌機的不銹鋼壓力容器，向所述壓力容器中通入氮氣檢漏，然后向所 述壓力容器中加入所述氟鹽和所述除水后的非質子極性溶劑，冷卻至-60~20°C，并抽真 空；
[0012] 啟動所述攪拌機，調節所述壓力容器內的溫度至-10~20°C，向所述壓力容器中 加入所述六氟環氧丙烷，反應完成后停止攪拌并分離出液相下相，得到所述全氟聚醚酰氟，
[0013] 步驟二、可聚合全氟聚醚單體合成：
[0014] 按以下重量百分比準備以下成分：平均分子量為500~1500g/mol的全氟聚醚酰 氟 24. 3 ~53. 3%、丙烯醇 46. 6 ~75. 7%;
[0015] 取所述全氟聚醚酰氟置于帶磁力攪拌和冷凝管的圓底燒瓶中，再將所述圓底燒 七置于室溫水浴鍋中，向所述燒瓶中滴加7~11%的所述丙烯醇，待所述燒瓶內的混合物 分層后，于室溫下磁力攪拌18小時，再將所述燒瓶取出靜置，待混合物分層后除去上層， 再滴加28~35%的所述丙烯醇，洗去醇溶物，再滴加11. 6~29. 7%的所述丙烯醇，將所 述圓底燒瓶置于60°C鍋中油浴攪拌5分鐘后靜置20分鐘，除去上層，常溫常壓過濾后，于 80°C，-0.IMPa減壓旋蒸，得到所述可聚合全氟聚醚單體。
[0016] 優選的，所述非質子極性溶劑為醚類、烷基酰胺類、氰類中的至少一種。
[0017] 優選的，所述醚為四氫呋喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四 乙二醇二甲醚中的至少一種。
[0018] 優選的，所述烷基酰胺類為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的至少一 種。
[0019] 優選的，所述氰類為乙氰、丙氰、乙二氰中的至少一種。
[0020] 優選的，所述氟鹽為KF、CsF中的至少一種。
[0021] 與相關技術相比，本發明的有益效果在于，通過所述合成方法合成的全氟聚醚單 體中的全氟聚醚鏈段由于分子鏈中引入了氧原子，能夠被生物體降解，不具有累積毒性與 刺激性，對環境與生物體無害，環保性能較強。
[0022] 較好的成膜性：由于分子鏈中氧原子的引入，使全氟聚醚分子較全氟烷基分子更 具柔性，相容性好，有助于在基材表面均勻成膜，且不易結晶，涂層透光性好。
[0023] 耐化學品性：全氟聚醚鏈段不與強酸強堿，常規化學品發生反應，且耐溶劑性良 好。
[0024] 所述含氟單體可作為溶液聚合、乳液聚合、光引發聚合的組分，可與多種常見或具 有特殊結構的其他雙鍵單體聚合，形成多功能聚合材料。聚合物可用于金屬、纖維、塑料、木 材、玻璃及石材等常見基材表面，能明顯改善基材表面性能與防腐、抗菌、耐候性能，并賦予 其雙疏特性。
[0025] 所述合成方法步驟簡單、適于工業化，合成方法簡單、應用性較強。 【【具體實施方式】】
[0026] 下面結合實施方式對本發明作進一步說明。
[0027] 本發明一種可聚合全氟聚醚單體合成方法，包括以下步驟：
[0028] 步驟一、合成全氟聚醚酰氟（CF3CF2 [CF2OCF(CF3) ]nCOF):
[0029] 按以下重量百分比準備以下成分：六氟環氧丙烷90~95%、氟鹽0. 14~0. 27%、 非質子極性溶劑4. 88~9. 77%;
[0030] 向所述非質子極性溶劑中加入金屬鈉絲，靜置，直至無氫氣產生，得到除水后的 非質子極性溶劑；