[发明专利]一种溶剂型疏水疏油性氟烃基硅树脂的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种溶剂型疏水疏油性氟烃基硅树脂的制备方法，利用含氢硅树脂、氟烃基卤硅烷与多官能偶联剂来合成内嵌纳米粗糙结构氟烃基硅树脂，其特征在于，包括以下步骤：

1）氟烃基/烷氧基共改性硅树脂中间体FR的制备：向反应容器中按计量比依次加入Si-H键含量为1-9mmol/g的含氢硅树脂HSR、氟烃基烯类化合物FE、烯基环氧化合物AE与烯基硅烷VTS；其中，HSR中的Si-H键与FE、AE、VTS的摩尔比为1: 0.4-0.8: 0.005-0.2 : 0.05-0.25；搅拌混匀得混合物A，将反应体系以本体或在助溶剂量的溶剂中加热至80-100℃ ，再加入100-500ppm铂催化剂进行硅氢化加成反应2-10h；反应结束后，减压脱低沸物或回收助溶剂，所得产物即为氟烃基/烷氧基共改性硅树脂中间体FR；

2）疏水疏油性氟烃基硅树脂FSR的制备：向反应容器中依次加入经过计量的中间体FR、氟烃基卤硅烷B、多官能偶联剂C以及氟硅良溶剂；其中，FR : B : C的质量比为10:3-15:5-20，氟硅良溶剂的加入量为FR+B+C三者总质量的3-10倍；搅拌混匀后，搅拌加热至35-70℃，再滴加入偶联剂C 4-6倍摩尔量的去离子水，进行水解缩聚反应2-24h，所得产物即为疏水疏油性氟烃基硅树脂FSR；

所述的含氢硅树脂HSR，为结构中含有(1a)-(2a)所示Si-H链节及(1b)-(3b)所示Si-O链节，且结构呈拓扑结构的低聚硅氧烷共聚物：

式中，R、R₁、R₂分别为相同或不同的C_1-12烷基、苯基、三氟丙基有机基团中的一种或多种；

所述的多官能偶联剂C，为分子结构中含有4-6个烷氧基的硅类或钛类偶联剂。

2.根据权利要求1所述的一种溶剂型疏水疏油性氟烃基硅树脂的制备方法，其特征在于，所述含氢硅树脂HSR的Si-H键含量为1-9mmol/g，黏度为50-2000mPa·s。

3.根据权利要求1所述的一种溶剂型疏水疏油性氟烃基硅树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中助溶剂量的溶剂为小分子醇或氟醇，选自异丙醇、三氟乙醇、六氟丁醇中的一种，用量为混合物A质量的0~50%。

4.根据权利要求1所述的一种溶剂型疏水疏油性氟烃基硅树脂的制备方法，其特征在于，所述的含氢硅树脂HSR选自甲基含氢硅树脂、苯基含氢硅树脂、甲基苯基含氢硅树脂、三氟丙基甲基含氢硅树脂中的一种或多种；所述的氟烃基烯类化合物FE选自碳原子数为C4-14的全氟烷基乙烯、五氟苯乙烯、全氟烷基乙基丙烯酸酯或全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯中的一种或多种；所述的烯基环氧化合物AE为烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种；所述的烯基硅烷VTS为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种溶剂型疏水疏油性氟烃基硅树脂的制备方法，其特征在于，所述的氟烃基卤硅烷B，为分子结构中含有C_6-10全氟烷基、且含有2-3个活泼硅卤键的硅烷。

6.根据权利要求5所述的一种溶剂型疏水疏油性氟烃基硅树脂的制备方法，其特征在于，所述的氟烃基卤硅烷B为十七氟癸基三氯硅烷、十三氟辛基三氯硅烷、九氟己基三氯硅烷中的一种或几种；所述的多官能偶联剂C为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、钛酸异丙酯、钛酸丁酯、1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷、1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种溶剂型疏水疏油性氟烃基硅树脂的制备方法，其特征在于，所述的氟硅良溶剂为对氟烃基/烷氧基共改性硅树脂、氟烃基卤硅烷、多官能偶联剂有良好互溶性的氟醇、醇醚、醇醚酯类有机溶剂，可单一组分使用或两种溶剂以任意比例混合使用，溶剂用量一般为FR+B+C总质量的3-10倍。

8.一种基于权利要求1所得产物实现基材表面防水防污效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：按所述步骤2）制备的氟硅树脂FSR，用丙酮或氟醚溶剂稀释至含固量为0.1-0.3%，然后在每100g稀释液中再滴加入0.05g有机锡催化剂，搅拌混匀，得树脂工作液；然后，取待处理基材，将工作液均匀涂覆于洁净的基材表面，液膜厚度为2-3μm，室温放置2-3min后，转入120-160℃烘20-30min，基材表面即可获得防水防污效果。