一種氟矽表面活性劑的製備方法
2023-09-13 16:10:10 1
專利名稱：一種氟矽表面活性劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種氟矽表面活性劑的製備方法。
背景技術：
表面活性劑廣泛應用在玻璃行業、汽車行業、電子、特種表面處理領域，要求具有 良好的防水、防油和防鏽性能，以及良好的抗指紋特性、抗汙、抗霧性能。現有的表面活性劑 主要有碳氫和含氟表面活性劑。碳氫表面活性劑表面能大，不具有防水、防油性能。含氟表 面活性劑表面能小，具有防水、防油性能，但生產成本高，溶解性差，應用領域受到限制。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種具有良好的防水、防油、防霧和防鏽、抗汙及 抗指紋性能，生產成本低、應用範圍廣的氟矽表面活性劑的製備方法。本發明的技術解決方案是
一種氟矽表面活性劑的製備方法，其特徵是按照重量份數計以44 65份全氟烷基乙 烯或全氟烷基乙基碘為原料，在0. 1 1. 0份貴金屬催化劑存在下，連續滴加13 18份三 氯矽烷進行反應，反應時間1 5小時獲得中間產物；將14. 8 20份高沸點溶劑加入中間 產物中，然後連續滴加10 16. 35份甲醇或乙醇，反應時間為1 5小時，整反應過程溫度 控制在40 120°C下，減壓精餾製得目標產物。上述的全氟烷基乙烯具有F(CF2)nCH2=CH2結構，全氟烷基乙基碘具F (CF2)nCH2CH2I 結構，其中η為6 12的偶數。上述的高沸點溶劑為二甲苯或吡啶。上述的貴金屬催化劑為高氯酸鉬和氯化鈀的一種或兩種的混合物。上述的氟矽表面活性劑的製備方法，反應溫度為80 90°C，反應時間2 3小時。本發明採用全氟烷基乙烯或全氟烷基乙基碘為原料，原料易得，不產生副產物，採 用連續滴加的過程控制，整個合成過程反應平穩，工藝控制穩定，安全、價廉、分離簡單，最 終獲得的具有F(CF2)nCH2CH2Si (OR3)結構的氟矽表面活性劑(結構式中R為甲基或乙基，η 為6，8，10，12的偶數)，收率大於95%，純度可達98%以上。該氟矽表面活性劑中因含有矽 氧烷活性基團，可與玻璃等有羥基官能團的物質反應而牢固結合，從而使其表面具有良好 的防水、防油和防汙性能，並具有較低的表面張力(表面張力小於17. 6達因/米)，同時透光 率高達99. 9%ο
具體實施例方式實施例1
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計、滴加漏鬥、氮氣導管的IOOOml四口燒瓶中加入全氟辛 基乙烯446. lg，加入0. 5g氯酸鉬，攪拌升溫至40°C，溫度平穩後開始滴加三氯矽烷136g， 滴加時間為lh，繼續反應2h，分離、過濾後獲得中間產物570g，在中間產物中加入吡啶150g升溫至80°C，待溫度平穩後開始滴加甲醇100g，Ih內滴加完畢，滴加完畢後繼續反應2h，反 應過程中的廢氣用10%Na0H溶液吸收，將獲得的產物經減壓精餾脫除吡啶後獲得目標產物 550g，收率97%，純度99%。用該產物處理後玻璃表面經測量表面張力17. 5達因/米，具有 優良的抗汙、抗指紋性能，透光率為99. 98%。實施例2
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計、滴加漏鬥、氮氣導管的IOOOml四口燒瓶中加入全氟己 基乙烯450g，加入1. Og氯酸鉬，攪拌升溫至50°C，溫度平穩後開始滴加三氯矽烷180g，滴加 時間為lh，繼續反應3h，分離、過濾後獲得中間產物613g。在中間產物中加入吡啶200g升 溫至90°C，待溫度平穩後開始滴加甲醇110g，0. 5h內滴加完畢，滴加完畢後繼續反應0. 5h， 反應過程中的廢氣用10%Na0H溶液吸收，將獲得的產物經減壓精餾脫除脫除吡啶後獲得目 標產物590g，收率97. 2%，純度98%。用該產物處理的玻璃表面經測量表面張力17達因/ 米，具有優良的抗汙、抗指紋性能，透光率為99. 9%。實施例3
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計、滴加漏鬥、氮氣導管的IOOOml四口燒瓶中加入全氟辛 基乙烯500g，加入0. 5g氯酸鉬，攪拌升溫至100°C，溫度平穩後開始滴加三氯矽烷160g，滴 加時間為lh，繼續反應lh，分離、過濾後獲得中間產物620g，加入吡啶180g升溫至120°C， 待溫度平穩後開始滴加乙醇160g，lh內滴加完畢，滴加完畢後繼續反應3h，反應過程中的 廢氣用10%Na0H溶液吸收，將獲得的產物經減壓精餾脫除脫除溶劑吡啶後獲得目標產物 661g，收率97%，純度98. 5%。用該產物處理的玻璃表面經測量表面張力16. 5達因/米，具 有優良的抗汙、抗指紋性能，透光率為99. 95%。實施例4
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計、滴加漏鬥、氮氣導管的IOOOml四口燒瓶中加入全氟辛 基乙基碘600g，加入0. 9g氯酸鉬，攪拌升溫至90°C，溫度平穩後開始滴加三氯矽烷160g， 滴加時間為0. 5h，繼續反應0. 5h，分離、過濾後獲得中間產物620g，加入吡啶160g降溫至 40°C，待溫度平穩後開始滴加乙醇163g，lh內滴加完畢，滴加完畢後繼續反應lh，反應過程 中的廢氣用10%Na0H溶液吸收，將獲得的產物經減壓精餾脫除脫除溶劑吡啶後獲得目標產 物652g，收率96%，純度98%。用該產物處理的玻璃表面經測量表面張力16. 8達因/米，具 有優良的抗汙、抗指紋性能，同時透光率可達99. 96%。實施例5
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計、滴加漏鬥、氮氣導管的IOOOml四口燒瓶中加入全氟癸 基乙烯564g，加入0. 4g氯化鈀，攪拌升溫至120°C，溫度平穩後開始滴加三氯矽烷140g，滴 加時間為lh，繼續反應3h，分離、過濾後獲得中間產物640g，加入吡啶150g升溫至100°C， 待溫度平穩後開始滴加甲醇110g，在Ih內滴加完畢，滴加完畢後繼續反應4h，反應過程中 的廢氣用10%Na0H溶液吸收，將獲得的產物經減壓精餾脫除脫除溶劑吡啶後獲得目標產物 660g，收率95. 6%，純度98. 2%。用該產物處理的玻璃表面經測量表面張力17達因/米，具 有優良的抗汙、抗指紋性能，透光率為99. 98%。實施例6
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計、滴加漏鬥、氮氣導管的IOOOml四口燒瓶中加入全氟癸 基乙基碘654g，加入0. 2g氯化鈀，攪拌升溫至80°C，溫度平穩後開始滴加三氯矽烷145g，滴加時間為lh，繼續反應4h，分離、過濾後獲得中間產物640g，加入吡啶148g升溫至70°C， 待溫度平穩後開始滴加甲醇116g，Ih滴加完畢，滴加完畢後繼續反應2h，反應過程中的 廢氣用10%Na0H溶液吸收，將獲得的產物經減壓精餾脫除脫除溶劑吡啶後獲得目標產物 650g，收率95%，純度99. 2%。用該產物處理的玻璃表面經 測量表面張力17. 2達因/米，具 有優良的抗汙、抗指紋性能，透光率為99. 92%。實施例7
催化劑採用氯酸鉬和氯化鈀混合，氯酸鉬和氯化鈀混合比例不限，本例中氯酸鉬0. lg、 氯化鈀0. 2g，反應條件和反應過程同實施例1-實施例6。上述實施例中吡啶用二甲苯代替，反應條件和反應過程同實施例1-實施例7。
權利要求
1.一種氟矽表面活性劑的製備方法，其特徵是按照重量份數計以44 65份全氟烷 基乙烯或全氟烷基乙基碘為原料，在0. 1 1. 0份貴金屬催化劑存在下，連續滴加13 18 份三氯矽烷進行反應，反應時間1 5小時獲得中間產物；將14. 8 20份高沸點溶劑加入 中間產物中，然後連續滴加10 16. 35份甲醇或乙醇，反應時間為1 5小時，整反應過程 溫度控制在40 120°C下，減壓精餾製得目標產物。
2.根據權利要求1所述的氟矽表面活性劑的製備方法，其特徵是全氟烷基乙烯具有F (CF2) IiCH2=CH2結構，全氟烷基乙基碘具F(CF2)nCH2CH2I結構，其中η為6 12的偶數。
3.根據權利要求1所述的氟矽表面活性劑的製備方法，其特徵是所述的高沸點溶劑 為二甲苯或吡啶。
4.根據權利要求1所述的氟矽表面活性劑的製備方法，其特徵是貴金屬催化劑為高 氯酸鉬和氯化鈀的一種或兩種的混合物。
5.根據權利要求1所述的氟矽表面活性劑的製備方法，其特徵是反應溫度為80 90°C，反應時間2 3小時。
全文摘要
本發明公開了一種氟矽表面活性劑的製備方法，按照重量份數計以44～65份全氟烷基乙烯或全氟烷基乙基碘為原料，在0.1～1.0份貴金屬催化劑存在下，連續滴加13～18份三氯矽烷進行反應，獲得中間產物；將14.8～20份高沸點溶劑加入中間產物中，然後連續滴加10～16.35份甲醇或乙醇進行反應，減壓精餾製得目標產物。本發明原料易得，不產生副產物，整個合成過程反應平穩，工藝控制穩定，安全、價廉、分離簡單，最終獲得的氟矽表面活性劑收率大於95%，純度可達98%以上。該氟矽表面活性劑中因含有矽氧烷活性基團，可與玻璃等有羥基官能團的物質反應而牢固結合，從而使其表面具有良好的防水、防油和防汙性能，表面張力小於17.6達因/米，同時透光率高達99.9%。
文檔編號B01F17/54GK102070662SQ20101060495
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月25日 優先權日2010年12月25日
發明者孫百開, 高春風, 魏瀟 申請人:錦州惠發天合化學有限公司