本發(fā)明涉及涂層領(lǐng)域，具體涉及一種含氟苯基硅烷及其制備方法、涂層及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、氟化硅氧烷化合物利用硅氧烷基團的水解縮合反應(yīng)能夠與基材表面形成化學(xué)交聯(lián)，提供粘結(jié)性，而氟化有機基團具有較低的臨界表面張力，可提供防污性。近年來，氟硅疏水涂層優(yōu)異的疏水特性，已在建筑材料、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、海工裝備等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。氟硅類材料通常具有較低的表面能，該類涂層往往表現(xiàn)出優(yōu)異的超疏水和自清潔能力，可以長期、有效地防止灰塵、水霧等污染物在被保護的基體表面沉積，從而避免灰塵、水霧、液滴產(chǎn)生靜電作用，避免電器設(shè)備因靜電造成的短路導(dǎo)致電器損壞、嚴重時引發(fā)火災(zāi)的事故。然而現(xiàn)有的氟硅產(chǎn)品存在耐熱性能、疏水性和與基體的粘接性達不到要求的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種含氟苯基硅烷及其制備方法、涂層及其制備方法，本發(fā)明含氟苯基硅烷制備的涂層具有優(yōu)異的防水性，且與基材之間的粘結(jié)力強，不易脫落，同時兼顧良好的耐高溫性。

2、本發(fā)明提供了一種含氟苯基硅烷，具有式i所示的結(jié)構(gòu)式：

3、式i；

4、所述r1~r5為-cf3、-f和-h中的一種或多種，且不同時為-h；

5、所述m包括羰基或磺?；?。

6、優(yōu)選的，所述r1~r5至少有一個為-h。

7、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述含氟苯基硅烷的制備方法，包括以下步驟：

8、將含有3-氨丙基三乙氧基硅烷的溶液、縛酸劑與具有式ii所示結(jié)構(gòu)化合物的溶液混合后進行縮合反應(yīng)，得到所述含氟苯基硅烷；

9、式ii；所述x包括-cl、-br或-i。

10、優(yōu)選的，所述縛酸劑包括三乙胺、吡啶、碳酸鉀和氫氧化鈉中的一種或多種。

11、優(yōu)選的，所述3-氨丙基三乙氧基硅烷與三乙胺的摩爾比為1:2~5。

12、優(yōu)選的，所述3-氨丙基三乙氧基硅烷與具有式ii所示結(jié)構(gòu)化合物的摩爾比為1:1.05~2。

13、優(yōu)選的，所述縮合反應(yīng)的溫度為-5~5℃，時間為1~6h。

14、本發(fā)明還提供了一種涂層的制備方法，包括以下步驟：

15、將上述技術(shù)方案所述的含氟苯基硅烷或上述技術(shù)方案所述制備方法制備的含氟苯基硅烷與有機溶劑混合并經(jīng)ph調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)后得到的溶液進行涂覆，得到初始涂層；

16、將所述初始涂層進行干燥和固化，得到所述涂層。

17、優(yōu)選的，所述溶液的ph值為6.5~7或7.5~8。

18、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述制備方法制備的涂層。

19、由于氨基和硅氧烷基團的引入，使得含氟苯基硅烷水解形成的防水涂層的粘結(jié)力明顯增加；同時引入苯基，提高了涂層的耐熱性，并且控制氟的位置和含量，達到了耐熱性和防水性的平衡，進而在耐熱防水涂層領(lǐng)域有更廣闊的應(yīng)用前景。通過測試，本發(fā)明合成的含氟苯基硅烷單體水解形成的防水涂層對水的接觸角能達152°，屬于超疏水材料，其防水性能與同類產(chǎn)品相比更為優(yōu)越。

技術(shù)特征：

1.一種含氟苯基硅烷，其特征在于，具有式i所示的結(jié)構(gòu)式：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氟苯基硅烷，其特征在于，所述r1~r5至少有一個為-h。

3.權(quán)利要求1或2所述含氟苯基硅烷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述縛酸劑包括三乙胺、吡啶、碳酸鉀和氫氧化鈉中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述3-氨丙基三乙氧基硅烷與三乙胺的摩爾比為1:2~5。

6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述3-氨丙基三乙氧基硅烷與具有式ii所示結(jié)構(gòu)化合物的摩爾比為1:1.05~2。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述縮合反應(yīng)的溫度為-5~5℃，時間為1~6h。

8.一種涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述溶液的ph值為6.5~7或7.5~8。

10.權(quán)利要求8或9所述制備方法制備的涂層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種含氟苯基硅烷及其制備方法、涂層及其制備方法，屬于涂層領(lǐng)域。由于氨基和硅氧烷基團的引入，使得含氟苯基硅烷水解形成的防水涂層的粘結(jié)力明顯增加；同時引入苯基，提高了涂層的耐熱性，并且控制氟的位置和含量，達到了耐熱性和防水性的平衡，進而在耐熱防水涂層領(lǐng)域有更廣闊的應(yīng)用前景。通過測試，本發(fā)明合成的含氟苯基硅烷單體水解形成的防水涂層對水的接觸角能達152°屬于超疏水材料，其防水性能與同類產(chǎn)品相比更為優(yōu)越。

技術(shù)研發(fā)人員：章鵬飛,徐駿,楊玲,徐偉明
受保護的技術(shù)使用者：杭州師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15