CN108250338A - 具有防爬移特性的聚合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有防爬移特性的聚合物及其制备方法。本发明的防爬移特性的聚合物优选为具有如下式所示结构聚合物。本发明聚合物制备方法如下所示：R＝H，CH3 n＝2，3，4...... m＝1，2，3......首先制备多巴胺和功能性酰化试剂反应得到多巴胺基引发剂，然后用多巴胺基引发剂引发氟代(甲基)丙烯酸酯的原子转移自由基聚合，合成端基键合型氟碳聚合物。本发明的聚合物可解决现有技术中防爬移涂层长期使用稳定性较差的问题，并具有防爬移试剂分子结构的可设计性，和分子量可控的优点。

Description

具有防爬移特性的聚合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种功能涂层材料及制备方法，确切讲本发明涉及一种具有防爬移特性的聚合物及其制备方法。
背景技术
流体润滑具有极低的摩擦阻力，并能有效地降低磨损。相对于固体润滑，其还具有优异的自修复功能，因而广泛应用于各种机械活动机构。但由于流体润滑剂低的表面张力，使其在使用中易于发生爬移损失，造成流体润滑失效，而同时爬移扩散的流体润滑剂也会污染非工作区域。降低摩擦区域周围的表面张力以防止液体润滑剂爬移流失成为解决这一问题的主要思路。因此，活动件在进行流体润滑处理的同时，对活动部件与机构的特定部位进行防爬移涂层处理，以使流体润滑剂限制于工作区域、而不浸润非工作区域。
具有极低表面能的氟碳类材料是最常用的防爬移材料，而氟碳聚合物因其相对于小分子氟碳化合物更好的热稳定性和低毒性等优点而被广泛应用。其对流体润滑剂的防爬移效果决定于其表面能与长期稳定性。一般来说，其表面能主要受其酯基侧链中氟元素的百分含量的影响，氟元素含量越高，表面能越低。而长期稳定性则主要受其在基底材料表面的结合方式控制。现有的氟碳聚合物防爬移试剂主要以物理吸附为主，且已发现其有向流体润滑剂扩散溶解的趋势，导致长期使用稳定性较差。
发明内容
本发明提供一种具有防爬移特性的聚合物，同时提供这种聚合物的制备方法。本发明的这种具有防爬移特性聚合物为端基键合型氟碳聚合物。
本发明的防爬移特性的聚合物优选为具有如式1示结构聚合物，
进一步，本发明的防爬移特性的聚合物中的取代基R为氢，或者为甲基。
本发明优选的聚合物制备方法是：
a.多巴胺和功能性酰化试剂反应得到多巴胺基引发剂
b.用多巴胺基引发剂引发氟代(甲基)丙烯酸酯的原子转移自由基聚合，合成端基键合型氟碳聚合物。
本发明的具有防爬移特性的聚合物的使用方法是：将聚合物溶于溶液制备出体积浓度为0.5％的防爬移试剂溶液，再将防爬移试剂溶液涂覆在金属物体表面，加热处理使键合基团与金属表面形成化学键。
本发明优选地防爬移特性的聚合物的使用方法是：将防爬移试剂溶液涂覆在金属物体表面后加热至20-200℃处理1-12小时，这样可以使键合基团与工作区域的金属表面形成牢固的化学键。
本发明的目的在于通过共价键合来解决上述氟碳聚合物防爬移涂层长期使用稳定性较差的问题。本发明中端基键合型氟碳聚合物防爬移试剂是采用原子转移自由基聚合技术合成，确保了防爬移试剂分子结构的可设计性，即氟碳聚合物分子的一个端基为多巴胺基团，且分子量可控。
附图说明
图1为铁片上静态水接触角照片。
图2-a为涂覆本发明的非键合型聚甲基丙烯酸十三氟辛酯的铁片上的静态水接触角照片；图2-b为其经过三氟三氯乙烷浸泡冲洗后的静态水接触角数码照片。
图3-a为涂覆本发明的端基为多巴胺基团的聚甲基丙烯酸十三氟辛酯的铁片上的静态水接触角照片；图3-b为涂覆本发明的端基为多巴胺基团的聚甲基丙烯酸十三氟辛酯的铁片再经三氟三氯乙烷浸泡冲洗后，其上的静态水接触角照片。
图4为涂覆本发明的端基为多巴胺基团的聚丙烯酸六氟丁酯的铁片上的静态水接触角照片。
图5为涂覆本发明的端基为多巴胺基团的聚甲基丙烯酸十五氟辛酯铁片上的静态水接触角照片。
具体实施方式
本发明以下结合具体实施例作进一步说明。
一、制备方法：
(1)Na2B4O7·10H2O(3.83g,10mmol)溶解于250mL三口瓶中的100mL水，通N2气30min后，加入1.9g多巴胺盐酸盐，搅拌15min后加入3.99g碳酸钠调制pH值为9-10，并置于冰浴中，1.05mL 2-溴异丁酰溴逐滴加入后，常温继续反应24h，反应结束后用6M的盐酸调节pH值为2，用乙酸乙酯萃取，经MgSO4干燥后，用含4％甲醇的氯仿过硅胶柱，得到多巴胺-溴引发剂。
(2)30mg多巴胺-溴引发剂(0.1mmol)，2.23mL甲基丙烯酸十三氟辛酯(3.46g，8mmol)，29μL N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA，0.2mmol)和14.35mg Cu(I)Br(0.1mmol)混合于5mLN,N-二甲基甲酰胺，脱气处理后在80℃反应24h，产物经甲醇洗涤及真空干燥，得到端基为多巴胺基团的聚甲基丙烯酸十三氟辛酯。
(3)30mg多巴胺-溴引发剂(0.1mmol)，1.36mL丙烯酸六氟丁酯(1.89g，8mmol)，29μL N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA，0.2mmol)和14.35mg Cu(I)Br(0.1mmol)混合于5mLN,N-二甲基甲酰胺，脱气处理后在80℃反应24h，产物经甲醇洗涤及真空干燥，得到端基为多巴胺基团的聚丙烯酸六氟丁酯。
(4)30mg多巴胺-溴引发剂(0.1mmol)，2.46mL甲基丙烯酸十五氟辛酯(3.75g，8mmol)，29μL N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA，0.2mmol)和14.35mg Cu(I)Br(0.1mmol)混合于5mLN,N-二甲基甲酰胺，脱气处理后在80℃反应24h，产物经甲醇洗涤及真空干燥，得到端基为多巴胺基团的聚甲基丙烯酸十五氟辛酯。
二、本发明具有防爬移特性的聚合物使用方法(即在工作区域上建立防爬移涂层的方法)：
将上述制备的聚合物溶解于1:1的三氟甲苯/三氟三氯乙烷中，制备浓度为体积浓度为0.5％的防爬移试剂溶液。
将前述防爬移试剂溶液涂覆在铁片表面，加热(20-200℃，0-12小时)处理后，在铁片表面上得到防爬移涂层。
三.、接触角测定：
铁片的静态水接触角为约90°。经实验表明，在同样的铁片表面涂覆本发明的端基为多巴胺基团的聚氟代(甲基)丙烯酸酯、形成后防爬移涂层，静态水接触角明显增大。涂覆聚甲基丙烯酸十三氟辛酯后增大为114°，涂覆聚丙烯酸六氟丁酯后增大为103°，涂覆聚甲基丙烯酸十五氟辛酯后增大为115°，表明进行涂覆后铁片表面能大大降低。参见附图2至5。
四、稳定性评价：
在稳定性评价过程中，选取含有多巴胺端基的键合型聚甲基丙烯酸十三氟辛酯和非键合型聚甲基丙烯酸十三氟辛酯进行对比研究：以同样为0.1mmol的2-溴-2-甲基丙酸乙酯代替上述原子转移自由基聚合反应中的多巴胺-溴引发剂，合成非键合型聚甲基丙烯酸十三氟辛酯。配置0.5％的溶液，采用同样方法在铁片表面涂覆后，静态水接触角为107°。
将多巴胺键合型和非键合型聚甲基丙烯酸十三氟辛酯涂覆的铁片置于氟碳类聚合物的良溶剂三氟三氯乙烷中放置10min，然后用三氟三氯乙烷冲洗多次后，室温放置使溶剂挥发后再进行静态水接触角测定。经洗涤后，涂覆非键合型聚甲基丙烯酸十三氟辛酯的铁片的水接触角明显下降，为99°，说明其表面吸附的部分氟碳聚合物已被洗掉。而涂覆多巴胺键合型聚甲基丙烯酸十三氟辛酯的铁片的水接触角变化不明显，为112°，参见附图2-b和附图3-b，表明由于多巴胺端基在铁片表面的共价键合为该防爬移涂层提供了良好的稳定性。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于实施例。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.具有防爬移特性的聚合物，其特征在于这种聚合物为端基键合型氟碳聚合物。
2.权利要求1所述的防爬移特性的聚合物，其特征在于具有如式1示结构
3.根据权利要求2所述的防爬移特性的聚合物，其特征在于R为氢。
4.根据权利要求2所述的防爬移特性的聚合物，其特征在于R为甲基。
5.权利要求2所述的聚合物制备方法，其步骤是：
a.多巴胺和功能性酰化试剂反应得到多巴胺基引发剂
b.用多巴胺基引发剂引发氟代(甲基)丙烯酸酯的原子转移自由基聚合，合成端基键合型氟碳聚合物。
6.权利要求1或2所述具有防爬移特性的聚合物的使用方法，其特征是将聚合物溶于溶液制备出体积浓度为0.5％的防爬移试剂溶液，再将防爬移试剂溶液涂覆在金属物体表面，加热处理使键合基团与金属表面形成化学键。
7.权利要求6所述具有防爬移特性的聚合物的使用方法，其特征是防爬移试剂溶液涂覆在金属物体表面后加热至20-200℃，处理0-12小时后，在金属物体表面得到防爬移涂层。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110343201A (zh) * 2019-07-05 2019-10-18 兰州大学 一种防爬移试剂及其制备方法
CN111087529A (zh) * 2019-12-26 2020-05-01 兰州空间技术物理研究所 一种加成键合型的防爬移试剂及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101952082A (zh) * 2008-01-18 2011-01-19 Agc清美化学股份有限公司 焊剂上爬防止组合物、被覆了该组合物的锡焊用电子构件、该构件的锡焊方法及电气产品
CN104194026A (zh) * 2014-08-22 2014-12-10 苏州丰亚生物科技有限公司 一种基于可见光引发的材料表面接枝聚合功能化改性方法
CN105085814A (zh) * 2015-09-10 2015-11-25 中国石油大学(华东) 一种基于贻贝仿生机理的气湿反转材料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101952082A (zh) * 2008-01-18 2011-01-19 Agc清美化学股份有限公司 焊剂上爬防止组合物、被覆了该组合物的锡焊用电子构件、该构件的锡焊方法及电气产品
CN104194026A (zh) * 2014-08-22 2014-12-10 苏州丰亚生物科技有限公司 一种基于可见光引发的材料表面接枝聚合功能化改性方法
CN105085814A (zh) * 2015-09-10 2015-11-25 中国石油大学(华东) 一种基于贻贝仿生机理的气湿反转材料的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110343201A (zh) * 2019-07-05 2019-10-18 兰州大学 一种防爬移试剂及其制备方法
CN110343201B (zh) * 2019-07-05 2021-04-27 兰州大学 一种防爬移试剂及其制备方法
CN111087529A (zh) * 2019-12-26 2020-05-01 兰州空间技术物理研究所 一种加成键合型的防爬移试剂及其应用

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