一种氟硅丙烯酸自抛光防污树脂及其制备方法

摘要

本发明属于海洋防污技术领域，涉及一种由氟硅丙稀酸单体与含R₃和R₄基团的丙烯酸脂单体反应组成的网状结构的氟硅丙烯酸自抛光防污树脂及其制备方法，其氟硅丙烯酸单体为含氟硅基团的丙烯酸单体，分子结构由两个丙烯酸酯和一个含氟硅氧烷组成，丙烯酸酯单体为1‑4种能够自由基聚合的含R₃和R₄基团的单体，包括丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸丁酯；制备工艺为：先选取氟硅丙烯酸单体、丙烯酸酯单体、偶氮二异丁腈和甲苯放入反应容器中混合均匀，再搅拌得无色透明的氟硅丙烯酸自抛光防污树脂；其制备方法简单，原料易得，容易规模化生产，防污环境友好，有潜在的应用前景。

主权项

一种氟硅丙烯酸自抛光防污树脂，其特征在于防污树脂为由氟硅丙烯酸单体与含R₃和R₄基团的丙烯酸单体反应组成的网状结构丙烯酸‑硅氧烷树脂，其中R₃、R₄基团分别为线性或支化的C_1‑20的线性或支化烷基链或含苯环的烷基；其树脂分子中的酯基能被水解，产生含氟硅基团的硅氧烷、烷基链，同时，网状结构断裂，降解产生短链片段，使接触水的分子层产生自抛光效果，通过调节单体比例和R₁、R₂、R₃、R₄基团类型调控抛光速率；其防污树脂的分子式为：其中，q为碳链上单体数量，取值为1‑50，p为碳链单体数量，取值为1‑50，*表示链段能够延伸；制备工艺是：选取氟硅丙烯酸单体、丙烯酸酯单体、偶氮二异丁腈和甲苯按2:6～10:0.05～0.1:30～50的重量比放入反应容器中混合均匀，控温80‑90℃条件下搅拌反应3‑8小时，即得无色透明的氟硅丙烯酸自抛光防污树脂；涉及的氟硅丙烯酸单体为含氟硅基团的丙烯酸单体，其分子结构由两个丙烯酸酯和一个含氟硅氧烷组成，其中丙烯酸酯含R₁基团，R₁为H或线性或支化的C_1‑10的烷基链；含氟硅氧烷含R₂基团和甲基，R₂为含氟碳链，末端为三氟甲基的线性或支化的C_1‑10碳的烷基链或为线性或支化的C_1‑10碳的全氟碳链；两个丙烯酸酯与一个含氟硅氧烷以硅‑氧键相连接，硅烷与两个酯基同时相连；其氟硅丙烯酸单体的分子结构为：其中，X＝H或F，H为氢，F为氟；其氟硅丙烯酸单体的制备工艺是：先将含R₁基丙烯酸与氢氧化钾反应，得到含R₁基丙烯酸钾酯；然后放入反应容器中，以甲苯为溶剂，加入18‑冠醚‑6作为催化剂，再控温25‑60℃恒温水浴；然后将含R₂基的甲基二氯硅烷与甲苯混合，装入恒压滴液漏斗，向反应容器中匀速滴加2‑4小时再搅拌反应12‑48小时得氟硅丙烯酸单体；其反应式如下：其反应生成物即为氟硅丙烯酸单体；丙烯酸酯单体为1‑4种能够自由基聚合的含R₃和R₄基团的单体，包括丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸丁酯。