[发明专利]一种表面不含稳定剂的含氟微球的制备方法与应用

说明书

一种表面不含稳定剂的含氟微球的制备方法与应用，在单口烧瓶中加入无水四氢呋喃(THF)，将聚乙二醇单甲醚(mPEG)、RAFT试剂4‑(2‑羧乙基羰基)氧基乙氧基苯基二硫代氨基甲酸异丁腈酯(CEPDB)、4‑二甲氨基吡啶(DMAP)溶解于无水四氢呋喃(THF)中，将单口烧瓶置于冰水浴中搅拌降温到0℃；将二环己基碳二亚胺(DCC)溶于无水四氢呋喃(THF)中，得到DCC‑THF溶液，在单口烧瓶中滴加DCC‑THF溶液，滴加时间控制在30min‑50min滴完，滴加完成后继续将单口烧瓶置于冰水浴中反应1h；本发明的方法快速、绿色、环保、节能，通过以乙醇/水混合溶剂为反应介质，采用光RAFT分散聚合方法，及热后处理方法快速地制备了表面不含稳定剂含氟聚合物微球，该制备方法简单，反应速度很快。

技术领域

本发明涉及一种超双疏材料领域，尤其是一种表面不含稳定剂的含氟微球的制备方法与应用。

背景技术

表面浸润性是固体表面的一个重要特征，通常以接触角(Contact angle CA)来表征液体对固体的浸润程度。一般来说，超疏水表面是指固体表面与水的接触角＞150°、滚动角＜10°的表面，而若固体表面对油的接触角＞150°的接触角，成为超疏油表面。超疏水/疏油的超双疏表面具有自清洁、防污、防雾、疏水等特性，在涂料、建筑、液体输送和生物医药等领域具有广泛地应用。

超双疏表面的构建主要包括两个方面：一是构建具有微纳结构的粗糙表面；二是对构建的粗糙表面进行低表面能处理。对于低表面能化处理，目前主要包括长碳链化合物、聚有机硅氧烷和含氟化合物或含氟聚合物。其中含氟化合物或含氟聚合物因其极低的表面能而应用最为广泛。为了在玻璃、金属等表面构建超双疏表面，目前常用的方法是将一些无机微纳颗粒，比如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝等，和含氟聚合物共混或者是将含氟聚合物表面接枝到无机颗粒上，制备含氟微球，进而涂覆到基材表面构建超疏水或超双疏表面。

现有的一些技术是将200nm和20nm的TiO2混合来构建具有微纳结构的粗糙表面，然后通过十三氟辛基三乙氧基硅烷这种小分子的含氟表面活性剂来提供低表面能物质构建超疏水涂层。为了提高超疏水表面的耐摩擦性，首先在玻璃表面喷涂上一层胶黏剂，然后再将十三氟辛基三乙氧基硅烷修饰后的碳酸钙喷涂到胶粘剂上，构建了耐刮擦的超疏水表面。这些方法中只是简单地将含氟化合物、无机颗粒混合，主要是靠物理吸附作用，因此其耐久性很差，同时使用的小分子含氟化合物，因其的剧毒性，而限制了超疏水表面的实际应用。

为了解决这个问题，科研工作者提供了一种新的办法，即使先将无机粒子表面进行处理，然后将含氟聚合物接枝到无机粒子表面得到含氟微球，然后再构建超双疏表面。但这种方法需要对无机粒子进行表面处理，步骤繁琐，需要使用大量有毒有机溶剂，因此也很难大规模产业化。

中国专利CN103665280公开了一种多功能性含氟微球及由制备方法与应用。该专利是以巯基硅烷偶联剂处理的无机微球为核，将亲水性单体、含环氧基团的双键单体、含氟单体接枝在无机微球表面制备得多功能聚合物改性的含氟微球。该方法需要对无机粒子表面进行一系列的处理，步骤繁琐而限制了其大规模产业化。

中国专利CN102585243B公开了一种功能性含氟微球及由其构筑的自清洁表面。该专利是在碱胺催化剂催化将a-卤代酰溴或者a-卤代酰氯接枝到无机粒子上，得到表面接枝ATRP引发剂的无机微球，然后再通过ATRP将含氟单体聚合到微球表面，制备含氟微球，进而构建超疏水表面。但该方法依旧需要对无机粒子表面进行一系列的处理，处理过程繁琐，需要使用大量地有机溶剂，不仅污染环境，而且还会危害施工人员的健康。

因此，开发一种简单、快速、绿色环保的方法制备一种单分散性的含氟微球，然后利用其构建超疏水超疏油界面，成为现代涂料及表面处理领域日益增长的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种表面不含稳定剂的含氟微球的制备方法与应用。