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一种丙烯酸改性液体氟聚合物的制备方法


技术摘要:
本发明涉及一种丙烯酸改性液体氟聚合物的制备方法,包括以下步骤:步骤1.以端羧基液体氟弹性体和五氟苯酚为原料,通过与Steglich酯化反应制备得端五氟苯酚酯液体氟弹性体;步骤2:端五氟苯酚酯液体氟弹性体与丙烯酸胺发生取代反应,得到丙烯酸改性液体氟聚合物。上述技  全部
背景技术:
液体氟聚合物具有优异的耐热性、抗氧化性及耐化学品性能,可根据需要在较低 温度下固化成任何需要的形状,特别适用于苛刻条件下的黏结、表层防护及孔隙的密封,是 理想的航空工业用密封材料、胶粘剂和涂料。目前,现有的液体氟弹性体主要是采用羧基封 端,但是端羧基的氟弹性体在高温时会发生降解,影响产物的使用寿命;同时,羧基聚合物 的固化需要在一定的温度下进行,不能满足在常温下固化使用的要求。所以,利用端羧基的 转化或功能化对氟弹性体进行改性变得尤为重要。活性酯是羧酸与胺反应非常有用的中间 转化物,聚合物活性酯与胺可以在温和条件下定量反应,并且没有任何副反应。丙烯酸改性 液体氟聚合物可进行光固化,亦可作为原料用来制备密封剂、胶粘剂、涂料等。 目前丙烯酸改性液体氟聚合物的制备方法主要有官能团共聚单体功能化法,聚合 物官能团转化法。其中官能团共聚单体功能化法,共聚条件控制难,成本高,产率控制难等 缺点;聚合物官能团转化法,主要是通过制备端羧基氟聚合物,然后通过端官能团的转化, 制备丙烯酸基液体氟聚合物,该方法制备制备工艺简单,成本相对较低,但是直接使用端羧 基液体氟聚合物一步法制备丙烯酸胺反应的产率较低且产品活性不高。因此,亟需设计一 种新的技术方案,以综合解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种丙烯酸改性液体氟聚合物的制备方法,其能有效解决现 有官能团共聚单体功能化法共聚条件控制难、成本高、产率控制难以及聚合物官能团转化 法存在的产率较低、产品活性不高的问题。 为解决上述技术问题,本发明采用了以下技术方案: 一种丙烯酸改性液体氟聚合物的制备方法,包括以下步骤: 步骤1.以端羧基液体氟弹性体和五氟苯酚为原料,通过与Steglich酯化反应制备 得端五氟苯酚酯液体氟弹性体; 步骤2:端五氟苯酚酯液体氟弹性体与丙烯酸胺发生取代反应,得到丙烯酸改性液 体氟聚合物。 具体包括以下步骤: (1)将端羧基液体氟聚合物溶解在有机溶剂中,之后依次加入五氟苯酚和催化体 系,在10~40℃下搅拌反应5~24小时,得到有白色悬浮物产生的产物体系; (2)对产物体系进行过滤,去除白色悬浮物,之后使用有机溶剂对滤液进行萃取, 得到提纯产物; (3)对萃取溶剂进行旋蒸,得到的中间产物于40~80℃下真空干燥8~24小时,得 4 CN 111548437 A 说 明 书 2/3 页 到五氟苯酚酯封端的液体氟聚合物; (4)使用有机溶剂对五氟苯酚酯封端的液体氟聚合物进行溶解,之后加入丙烯酸 胺,在10~40℃下搅拌反应5~24小时,得到的粗产物使用有机溶剂提纯、旋蒸溶剂,最后对 所得产物进行真空干燥,即得丙烯酸改性液体氟聚合物。 其中,端羧基液体氟聚合物是偏氟乙烯与以下任何一种或两种单体组成的低聚 物:四氟乙烯、五氟丙烯、六氟丙烯、一氯三氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、全氟乙基乙烯基醚、 全氟丙基乙烯基醚、乙烯、丙烯。 其中,催化体系为二环己基碳二亚胺,4-二甲氨基吡啶和对甲基苯磺酸的混合体 系。 其中,溶解端羧基液体氟聚合物和五氟苯酚酯封端的液体氟聚合物的有机溶剂为 丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺。 另外,端羧基液体氟聚合物中羧基含量为0.5%~5%,重均分子量为3×103~20 ×103,数均分子量为2×103~10×103。 五氟苯酚的用量为每100g端羧基液体氟聚合物中加入0.4~0.7mol。 上述技术方案中提供的丙烯酸改性液体氟聚合物的制备方法,采用聚合物的链端 功能化的方法,在端羧基液体氟聚合物的基础上,通过链端功能化,引入丙烯酸结构。活性 酯是羧酸与胺反应的非常有用的中间转化物,所以选用丙烯酸胺;利用聚合物活性酯与胺 可以在温和的条件下点击定量反应,并且没有任何副反应,因此产物具有高的转化率。 本发明的丙烯酸改性液体氟聚合物的制备方法,过程简单易行,成本低廉,不需要 苛刻的污染控制措施,得到的丙烯酸改性液体氟聚合物可作为原料来制备密封剂、胶粘剂 和涂料等。该丙烯酸改性液体氟聚合物可以在室温下进行光固化,固化产物具有较好的耐 化学品性能,耐高温燃油性能,这是其他液体氟弹聚合物不容易做到的。 附图说明 图1为A(端羧基液体氟)与B(端PFP活性酯基液体氟)的19F-NMR谱图比较(以氘代 丙酮为溶剂); 图2为A(端PFP活性酯基液体氟)和B(端丙烯酸酯基液体氟)的19F-NMR谱图比较 (以氘代丙酮为溶剂,溶剂特征峰用*表示)。
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