[发明专利]一种用于硬表面整理的氟硅氧烷的中间体及其制备方法,和氟硅氧烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工产品的制备方法，特别涉及一种用于硬表面整理的氟硅氧烷的中间体及其制备方法，和利用这种中间体制备氟硅氧烷的方法。

背景技术

氟硅氧烷是氟代脂肪族化合物对有机硅氧烷改性的产物，亦称为氟硅整理剂，是继众多功能性有机硅整理剂之后出现的另一类效果良好的防水型表面整理助剂，兼有氟、硅类材料的综合性能。

氟硅表面整理剂是以有机硅聚合物或有机硅改性聚合物为主要成膜物质，由-Si-O-Si-为主链与氟代烷基侧链构成的氟硅氧烷化合物。因主链为Si-O结构，具有无机物二氧化硅的安全可靠、无毒、无污染、无腐蚀、耐老化及使用寿命长等性能；又因侧链中的氟代基团既亲油，又有一定的亲水性，因而具有低表面能、较好的耐候性、耐寒性、耐高温、耐腐蚀、耐化学及表面自洁性能等。两者结合使其兼具有机和无机材料的双重优点，如优异的防潮、憎水、耐高低温、化学稳定及生理惰性等性能，所以在很多方面得到了广泛的使用。氟硅表面处理剂具有极佳的抗刮擦、抗紫外、耐化学腐蚀，可应用于金属、玻璃、塑料、陶瓷、木材等表面的处理。这种材料的表面能低，不沾染灰尘。

CN1405141A介绍了一种合成氟硅氧烷的方法，采用烯烃与全氟碘代烷的加成，尔后在碱性溶液中水解成形成相应的醇，最后与硅氧烷作用。此法采用高压工艺，而且在合成中引入水份可使硅氧烷发生水解。

JP02178292介绍了在钯催化剂下，氟烯烃与氯硅烷加成，尔后醇解形成氟硅氧烷，但产率较低。

US4587366介绍了全氟碘代烷与碳碳双键的自由基加成反应，获得碳链增加的含氟碘代烷。

DE10301997介绍了一种较简单的氟硅氧烷的合成方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题第一方面是为了提供一种合成工艺简单、条件温和、成本低廉、且易于操控的氟硅氧烷的中间体。

本发明所要解决的技术问题第二方面是提供上述中间体的制备方法。

本发明所要解决的技术问题第三方面是提供利用上述中间体制备氟硅氧烷的方法。其制备的氟硅氧烷完全能满足硬表面整理的要求。

作为本发明第一方面的一种用于制备硬表面整理的氟硅烷的中间体，其特征在于，其中间体的通式为R_FCH₂CH(I)(CH₂)_ySi(H)_z(R¹)_3-z，式中y是0、1、2、3、4或5，z是0、1或2；R¹是甲氧基、乙氧基或丙氧基，R_F为1～8个碳原子的全氟烷基。

作为本发明第二方面的一种用于硬表面整理的氟硅烷的中间体的制备方法，其特征在于，按全氟碘代烷∶含不饱和双键的硅氧烷＝1～1.2∶1摩尔比，在惰性气氛中、70～130℃下，自由基引发剂引发，获得选择性和得率很高的加成产物中间体。

本发明第二方面的全氟碘代烷，其通式为R_FI，R_F为1～8个碳原子的全氟烷基；含不饱和双键的硅氧烷的通式为CH₂＝CH(CH₂)_ySi(H)_z(R¹)_3-z，式中y可以是0、1、2、3、4或5，z可以是0、1或2；R¹可以是甲氧基、乙氧基或丙氧基。

本发明第二方面的引发剂是过氧化物引发剂或偶氮类引发剂。所述过氧化物引发剂包含但不限于为，过氧化二(三氯乙酰)、过氧化二苯甲酰、过氧丁二酸、过氧苯甲酸叔丁酯、特丁基过氧化物或过氧化二(三氟乙酰)、全氟酰基过氧化物。

所述全氟酰基过氧化物的分子式为(R_f-COO)₂，其中，R_f为碳原子数在1～10之间的氟代或全氟代烷基以及全氟代烷氧基中的一种。

所述的偶氮类引发剂，包括但不限于，2，2’-偶氮二异丁腈、2，2’-偶氮-二(2，4-二甲基)苯腈。

优选地，所述的引发剂为全氟过氧化物，反应的选择性和加成产物的得率高。

所述的惰性气氛为氮气，氩气。