[发明专利]含氟烷基硅树脂制备方法及其应用

说明书

技术领域：

本发明涉及含氟烷基硅树脂制备方法及其应用，尤其涉及两种氟改性硅树脂、制备方法和其应用。 

背景技术：

有机硅树脂含有Si-O和Si-C键，Si-O键与形成硅酸和硅酸盐无机物结构单元相同，同时Si-C键有部分有机物的性质，使其既具有无机物的性质又具有有机物的性质，而使其有耐候性，耐臭氧性，无毒，无味和生理惰性等优良特性。 

有机氟化合物将氟原子引入化合物中，由于氟原子的电负性大，相邻的氟原子相互排斥，而使C-C主链被一系列的氟原子包围，形成高度的电子屏蔽，保护了C-C链的稳定性，使含氟化合物具有极其稳定的化学稳定性，耐化学品性及其耐候性。 

我们尝试将含氟单体引入有机硅树脂中，通过氟改性硅树脂获得性能优异的树脂。但当前应用广泛的全氟辛基类单体，其对环境和人体健康的潜在影响已经受到人们的关注，具有很高的生物蓄积性和难降解性，已被联合国列为持久性污染物。我们设计利用低碳链的全氟丁基磺酰氟或全氟己基磺酰氟与γ-氨丙基三乙氧基硅烷，而后用1，2丙二醇醇交换获得氟改性有机硅树脂。 

发明内容：

本发明的目的是设计两种含氟烷基硅树脂、其制备方法及其应用，通过氟改性提高有机硅树脂的性能，应用于水分散性片状锌铝涂料和减磨涂料。 

本发明的两种含氟烷基硅树脂，它的分子式为： 

其中：n为4或6，R₁为 

本发明的含氟烷基硅树脂的制备方法，其特征在于，以乙醇作溶剂，三乙胺作为缚酸剂，将全氟丁基(己基)磺酰氟与γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在60-80℃条件下进行酰胺化反应，得到全氟丁基(己基)磺酰三乙氧基硅烷，减压蒸馏出三乙胺盐后，在温度为90-110℃条件下，与1，2-丙二醇反应，得全氟烷基硅树脂。 

本发明的制备中，所述的以乙醇为溶剂，将全氟丁基(己基)磺酰氟与γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行酰胺化反应，这一步用三乙胺为催化剂，三乙胺添加量为全氟丁基(己基)磺酰氟1摩尔倍量，反应体系中溶剂的比重占总重的70％-90％。 

本发明的制备中，全氟丁基(己基)磺酰氟与γ-氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为1∶1；中间体与1，2-丙二醇的质量比为1∶1、1∶2或1∶3。 

本发明的优点： 

1.原料易得，制备方法简单，对生产设备要求低，生产工艺简单。 

2.产率高，含氟单体转化率高达98％。 

3.硬度高，表面能低。 

4.其良好的化学稳定性，耐化学品性和耐候性，应用于水分散性片状锌铝涂料和减磨涂料成膜物质。 

具体实施方法： 

下面通过实施例进一步说明两种含氟烷基硅树脂的制备方法。 

实施例1 

氟硅树脂的制备 

取1mol全氟丁基磺酰氟与等摩尔γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在70℃条件下进行酰胺化反应，得到中间体全氟丁基磺酰氨丙基三乙氧基硅烷，油浴75℃下，减压蒸馏出三乙胺盐后，在120℃与1，2-丙二醇反应，得含氟烷基硅树脂。 

实施例2 

全氟丁基磺酰氨丙基三乙氧基硅烷的合成 

合成工艺如下：在配有磁子的三口烧瓶中，加入200ml乙醇，1mol三乙胺 和1molγ-氨丙基三乙基硅烷，冰浴下，滴加1mol全氟丁基磺酰氟，升温至70℃条件下反应8小时。升温蒸馏出乙醇，油浴75℃下，减压蒸馏除去三乙胺盐，得全氟丁基磺酰氨丙基三乙氧基硅烷。 

C₄F₉SO₂F+NH₂(CH₂)₃Si(OC₂H₅)₃→C₄F₉SO₂NH(CH₂)₃Si(OC₂H₅)₃

实施例3 

含氟丁基硅树脂的合成 

合成工艺如下：在配有磁子的三口烧瓶中，取1Kg全氟丁基磺酰氨丙基三乙氧基硅烷三乙氧基硅烷，加2Kg1，2-丙二醇，120℃反应12小时，而后升温160℃蒸出低分子量的醇类，得含氟丁基硅树脂。 

其中：R₁为 

实施例4 

水分散性片状锌铝涂料.