[发明专利]2-甲基-2-全氟壬烯氧基乙氧基羰基乙基甲基二聚乙氧基硅烷及其制备和应用

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种2-甲基-2-全氟壬烯氧基乙氧基羰基乙基甲基二聚乙氧基硅烷及其制备方法和作为表面活性剂的应用。

（二）背景技术

近年来，含氟和含硅型表面活性剂的用量与日俱增。有机硅表面活性剂具有比普通表面活性剂更好的表面活性和易展布性，可显著降低水的表面张力至约21mN/m，是一类高效的表面活性剂[日用化学工业,2009,39(2):133-1375]。以Si—O—Si为主链的聚硅氧烷由于其Si—O键键能显著高于C—O键、C—C键的键能，具有突出的耐热性和良好的耐气候性[表面活性剂工业，1999，（3）：20-26].有机氟表面活性剂具有很高的热稳定性、耐酸性、耐高含量碱和耐强氧化剂等化学稳定性。由于氟表面活性剂具有特别低的表面自由能，使它与许多有机溶剂都缺乏亲和性，因此它在有机溶剂中具有高表面活性[氟表面活性剂，中国轻工业出版社，1998]。但有机氟化物耐低温性能差[化工生产与技术，2010,17（3）：4-8]，有机硅化物耐高温和耐化学性差[有机硅材料,2002,16(1):24～26]，使它们的应用受到一定限制。由于人们对表面活性剂的特殊需求，单一组分的表面活性剂难以满足实际需要。氟硅材料结合了有机硅与有机氟聚合物的优点，硅氧主链柔顺卷曲特性使得在有机氟结构中引入硅基团，可以发挥硅、氟高分子互穿网络结构的作用，并显示出某些独特的性质[高分子表面活性剂.北京：化学工业出版社.2002年]。例如在保持有机硅耐寒性的同时，兼具有机氟的耐候性、耐溶剂性、耐油性、耐腐蚀性和更低的表面能，在性能上达到互相弥补而更趋完美的效果，在这种情况下，对氟硅表面活性剂的开发逐渐成为研究的重点。在纸张、织物、涂料、皮革整理剂、脱模剂及润滑剂等方面都有着广泛的应用前景[Flourinated Surfactants:Synthesis，Properties，Applications.New York:Marcel Dekker，1994年]。

早在20世纪50年代，道康宁公司就开发出氟硅系列产品。随后欧美、日本等发达国家开发出系列氟硅表面活性剂并应用广泛。Ogden R.Pierce写的书《氟硅酮》介绍了许多有关氟硅酮更详细的资料（Fluorosilicons,John Wiley & Sons Inc,1970年）。第一个工业合成含有全氟基团的氟硅酮的策略，基本上是一个二卤氢有机硅烷，如MeHSiCl₂，和不饱和化合物CH₂=CHR_f之间的氢硅基化，得到含全氟基团的二卤有机硅烷，再水解得到功能化硅烷。后者再被用于制备线性含全氟基团的聚硅氧烷[]。出于工业简单化的原因，提出了第二种合成方法，含有SiH的硅酮，用α-氟代烯烃如CH₂=CHR_f直接氢硅基化，全氟基团R_f直接键合在CH上。不同的VIII族金属催化剂，特别是铂，被使用。但是这些催化剂不能得到很高的收率。特别是传统的Pt基工业氢硅基化催化剂如Karstedt型催化剂，不是很有效。此外，观察到大量的副产物生成，显然，含全氟基团的硅酮的成本很高[US6491981,2002]。