[发明专利]一种具有疏水、疏油特征的环氧聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有疏水、疏油特征的环氧聚合物，制备方法为：在50℃水浴条件下，将环硫树脂和环氧树脂混合，搅拌，脱去气泡，冷却至室温，加入固化剂和含氟硅氧烷，搅拌，倒入硅胶模具中，室温固化12小时，转入60℃烘箱中固化1小时，即得；所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂；所述固化剂选自酸酐固化剂、芳胺固化剂、脂肪胺固化剂。本发明的具有疏水、疏油特征的环氧聚合物，折射率在1.5以上，与玻璃接近，透光率达到80%以上，可作为涂层涂覆在光学材料上，涂覆在玻璃表面可实现对油、水的双疏，疏水角均大于130°，可使玻璃在特殊环境下保持透光性，提高其可靠性。

技术领域

本发明涉及一种具有疏水、疏油特征的环氧聚合物及其制备方法。

背景技术

光纤井下电视测试技术是在原鹰眼视像系统的基础上发展起来的油田生产可见测试技术。其中摄像系统是该技术的关键部件之一，用于摄取井下清晰的图像信号，但在测试过程中，井内清洗液水质差或者无法清洗干净井筒时，井内污垢和原油易附着在摄像头等部件上，严重影响了测试图像的清晰度甚至导致测试失败。

具有超疏水和超疏油性能的超疏性材料可以起到清洁、防腐、节能等作用，广泛应用于轮船防腐、石油运输、物体防污等方面。

目前用于玻璃表面处理的氟烷疏水、疏油涂层，较常采用的方法是将含氟硅烷直接涂敷在玻璃表面，通过硅氧键进行连接，该方法仅能在玻璃表面涂敷单层涂层，保护性能较差。也有将含氟硅氧烷修饰在纳米SiO₂表面后，加入含氟丙烯酸树脂中，主要用于金属表面涂敷，与金属界面稳定性较差；将SiO₂与含氟硅烷分别制成底漆与面漆进行涂敷，其光学性能较差；将含氟硅氧烷修饰溶于光反应树脂中，使其在水下也具有疏水、疏油的功能，其固化工艺复杂，维修涂敷困难；还有报道使用TiO₂配合氟硅烷一起使用形成疏水、疏油层，该类涂层的光学性能较差。

上述制备的涂层主要针对非光学玻璃材料进行保护，所用树脂为非光学树脂，不适用于可视化工具镜面的保护。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种具有疏水、疏油特征的环氧聚合物，及其制备方法。本发明的聚合物具有很好的透光性，且低温条件下可以涂覆于光学器件表面，使其具有自清洁功能。本发明选用环硫树脂作为基材，在其中添加不同类型的含氟硅氧烷，在保持光学活性的同时具备疏水、疏油功能。树脂中的环硫键与环氧键可使涂层与玻璃结合更为牢固。新型树脂的涂敷工艺简单，涂层破坏后重新修复容易。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有疏水、疏油特征的环氧聚合物，是通过以下方法制备得到的：在50℃水浴条件下，将环硫树脂和环氧树脂(双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂)混合，环硫树脂与环氧树脂的质量比为1:(3～10)，搅拌，脱去气泡(用真空烘箱)，冷却至室温，得混合物；将混合物转入容器，加入固化剂和含氟硅氧烷(含氟硅氧烷为现有技术中已有的产品，可常规市场购买得到)，固化剂的用量为混合物重量的33.3％～100％，含氟硅氧烷的用量为混合物重量的5％～15％，缓慢搅拌，缓慢倒入硅胶模具中，室温固化12小时，转入60℃烘箱中固化1小时，即得具有疏水、疏油特征的环氧聚合物。

所述固化剂选自酸酐固化剂、芳胺固化剂、脂肪胺固化剂。

所述环硫树脂，可通过以下方法制备得到的：在40℃以上的温度条件下，将环氧树脂(双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂)溶于甲醇(为加速溶解，可搅拌)，得环氧树脂的甲醇溶液；将硫脲溶于甲醇，然后滴加至环氧树脂的甲醇溶液中，硫脲的用量为环氧树脂质量的1/4～1/3；滴加完毕后，反应2～5小时，减压回收溶剂，产物用氯仿溶解，加入水，震荡、洗涤、静置分层；取下层混合液，干燥后得无色至浅黄色透明黏性液体，静置至出现浅黄色结晶，即为环硫树脂。双酚A型环硫树脂既保持了环氧树脂的性能，又具有低温固化、固化速度快、固化物的耐水性和抗湿性良好等特点。