[发明专利]全氟醚基聚硅氧烷及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 201710128103.X 申请日: 2017-03-06
公开(公告)号: CN106883410B 公开(公告)日: 2020-02-04
发明(设计)人: 王跃林;谌绍林;冯钦邦;曾祥浩;吴利民 申请(专利权)人: 宜昌科林硅材料有限公司
主分类号: C08G77/24 分类号: C08G77/24;C08G77/08;C10M107/50;C10M155/02;C10N30/12;C10N30/08;C10N30/06;C10N30/02
代理公司: 42103 宜昌市三峡专利事务所 代理人: 成钢
地址: 443700 *** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 全氟醚基聚硅氧烷 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明涉及一种全氟醚基聚硅氧烷及其制备方法和应用。该全氟醚基聚硅氧烷具有如式(I)所示结构特征。该全氟醚基聚硅氧烷能够同时具有优异的耐低温特性、粘温特性、稳定性、耐腐蚀性和抗磨损能力性能,且蒸发损失少,能够适用于航空航天、特殊工业等环境恶劣的领域的应用。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域,特别是涉及一种全氟醚基聚硅氧烷及其制备方法和应用。

背景技术

硅油具有良好的耐热、耐低温和耐氧化的性能,抗剪力很强,粘度随温度的变化很小,具备了润滑油所要求的基本特性。但是硅油的润滑性能,随着硅原子上所连接的有机基团的不同而有很大差别,如在硅原子上连接甲基的甲基硅油润滑性较差,而向硅油分子中引入氟原子,不但可以增大润滑性而且可以提高它的耐热性。

硅油分子中引入氟原子后得到的含氟聚硅氧烷(氟硅油),其主链结构为柔顺的有机硅链、侧链为性质稳定且表面张力极低的有机氟链,克服了有机氟材料的耐低温性差和有机硅材料的耐化学腐蚀性差等缺点,具有耐高低温、耐化学腐蚀、耐油耐溶剂、低表面张力和低介电常数等优异性能。从化学结构上来看,由于氟原子的范德华半径比氢原子的范德华半径略为大一些,但比其他原子的半径小,可以把Si-O主链骨架严密包围,起到“屏蔽效应”。而且由于氟原子的特大电负性造成C-F的强极性,使共用电子对强烈地偏向氟原子,使氟原子带有多余的负电荷,形成“负电保护效应”,从而使带负电的亲核试剂难以靠近碳原子。这两种效应保证了氟硅油具有良好的化学稳定性和热稳定性。

氟硅油中开发和应用最早的是三氟丙基硅油,由于氟原子对硅原子有较强的亲和力,使得氟原子倾向于和硅原子配价,结果扭变了侧链3,3,3-三氟丙基的空间排布,使氟烷基不能定向密集排列,将Si-O主链骨架暴露出来,从而表面能升高,“屏蔽效应”和“负电保护效应”也不明显。而长链氟烃基侧链可定向密集排列屏蔽Si-O主链骨架,表面能显著降低,由于“屏蔽效应”和“负电保护效应”,稳定性也显著提升。

但是在航空、航天领域,要求润滑剂具有很好的耐低温特性,在一些工程和工业应用中,常要求润滑剂能在恶劣环境下长期使用,如电子工业方面诸如等离子蚀刻、化学蒸气沉积和离子注入等各种半导体集成生产工艺中机械真空泵的润滑;在电气工业中耐电弧的开关、滑线接触部件的润滑;在有化学腐蚀性气体的工作环境中,各种真空泵、压缩机和阀门的润滑等。这就对氟硅油的耐低温特性、粘温特性、稳定性(氧化稳定性、化学稳定性等)、耐腐蚀性、抗磨损能力等特性提出了更高的要求,而现有的长链氟烃基硅油是难以满足的。

发明内容

基于此,有必要针提供一种耐低温特性、粘温特性、稳定性、耐腐蚀性、抗磨损能力性能优异,能够适用于航空航天、特殊工业等恶劣环境的全氟醚基聚硅氧烷。

一种具有如式(I)所示结构特征的全氟醚基聚硅氧烷:

其中,p=0~180;q=3~60;R1为甲基或-(CH2)nRf;n=1~3;

m=1~5的整数。

在其中一个实施例中,式(I)中,p=6~90;q=3~30。

本发明还提所述的全氟醚基聚硅氧烷的制备方法,包括如下步骤:

(1)环化反应

采用催化剂催化二硅氧烷二醇与全氟醚基二氯硅烷的环化反应,制得全氟醚基环三硅氧烷;

其中,所述二硅氧烷二醇具有式(II)结构特征,所述全氟醚基二氯硅烷具有式(III)结构特征;

(2)开环聚合反应

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