[发明专利]一种含氟光固化单体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料合成领域，特别涉及一种含氟光固化单体及其制备方法。

背景技术

光固化体系主要由低聚物、活性稀释剂和光引发剂组成，其中活性稀释剂通常称为单体或功能性单体，它是一种含有可聚合官能团的有机小分子，在光固化的组分中是一个重要的组成。它不仅溶解和稀释低聚物，调节体系的粘度，而且参与光固化过程，影响体系的光固化速度和固化膜的各种性能。

丙烯酸酯类体系是典型的自由基固化体系，具有反应速度快、原料成本较低、成膜性好等优点，是国内外广泛研究使用的对象。但是具有反应易受氧气影响、对皮肤眼睛刺激较大、涂层体积收缩大等缺点。

氟原子具有强负电性、高C-F键能、除氢外最小的范德华半径以及氟对碳链的屏蔽保护作用，赋予了含氟聚合物独特的低表面能，优越的耐候性、热稳定性和化学惰性，以及低摩擦系数、低折射率和低功耗因素等性质。并且含氟光固化单体的低表面能又使之具有迁移性，这为抵抗氧气对光固化体系带来的不利影响带来了契机。同时含氟聚合物的低表面能和低摩擦系数又使之具有突出的憎水憎油和防污性。

含氟丙烯酸酯聚合物主要应用在外墙涂料和光纤产品，作为抗水、抗油、抗污和耐老化涂层。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有的光固化反应易受氧气影响、对皮肤眼睛刺激较大的问题，本发明提供了一种含氟光固化单体，通过对含羟基的光固化单体改性为具有表面迁移性的含氟链段，以及氟对碳链的屏蔽保护作用，使含氟的光固化单体具有了明显的抗氧阻聚的优点，在光固化体系中是非常明显的优势；同时氟原子的负电性强、C-F键能高、表面能低，也赋予了含氟聚合物优异的憎水憎油和防污性。本发明提供了一种含氟光固化单体其制备方法，反应过程简便；反应温度温和；后处理简单，并且容易纯化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含氟光固化单体，其结构式为：

其中：n≥1，m≥3；

R₁为氢或者甲基；

R₂为烷烃类、芳烃类、醚类或酯类基团。

作为优选，所述R₂为甲基、乙基、苯基、甲氧基、乙氧基或酯基。

含氟光固化单体的制备反应方程式为：

一种含氟光固化单体的制备方法，包括如下步骤：

步骤1)：在溶剂中将含羟基的光固化单体和金属氢化物混合，得到混合物；

步骤2)：在步骤1)中的混合物中滴加氟类化合物进行反应；

步骤3)：反应完成后，经提纯，得到含氟光固化单体。

具体地，所述步骤1)为：在溶剂中先加入含羟基的光固化单体，在恒温0-60℃的条件下搅拌，通入氮气，并加入金属氢化物，得混合物；

所述步骤2)为：在步骤1)中的混合物中滴加氟类化合物进行反应4-12个小时；

所述步骤3)为：反应完成后，过滤除去固体杂质，水洗、分液3次除去盐类，旋蒸除去溶剂、水和过量的氟类化合物，加少量溶剂和干燥剂，接着过滤和旋蒸除去剩余的溶剂、水和氟类化合物，最后真空干燥除去溶剂、水和氟类化合物得到纯净的产物。

通过对产物进行红外表征，观察3500cm^-1处是否残留着羟基峰来判断产物的纯度。

具体地，所述含羟基的光固化单体与金属氢化物中氢的摩尔比为1:1-3。

具体地，所述含羟基的光固化单体与氟类化合物的摩尔比为1:1-4。

具体地，所述溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙脂、三氯甲烷、二氯甲烷和甲苯中的一种或几种。

具体地，所述含羟基的光固化单体的结构式为：

其中：n≥1；

R₁为氢或者甲基；

R₂为烷烃类、芳烃类、醚类或酯类基团。

具体地，所述氢化物为NaH、CaH₂、LiH或LiAlH₄。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种含氟光固化单体，通过对含羟基的光固化单体改性为具有表面迁移性的含氟链段，以及氟对碳链的屏蔽保护作用，使含氟的光固化单体具有了明显的抗氧阻聚的优点，在光固化体系中是非常明显的优势；同时氟原子的负电性强、C-F键能高、表面能低，也赋予了含氟聚合物优异的憎水憎油和防污性。本发明提供的一种含氟光固化单体其制备方法，反应过程简便；反应温度温和；后处理简单，并且容易纯化。

附图说明