[发明专利]一种氟硅防水拒油剂及其利用一锅法进行合成的方法

说明书

本发明涉及防水拒油材料，尤其涉及一种氟硅防水拒油剂及其利用一锅法进行合成的方法。该氟硅防水拒油剂的化学式为PFPECOOCH₂CH₂CH₂Si(OR)₃，其中R为甲基或乙基。该合成方法包括以下步骤：S1、在以酰氟结构封端的全氟聚醚中加入丙烯醇1～1.5当量，反应后经分离得到化学式为PFPECOOCH₂CH＝CH₂的全氟聚醚酸烯丙酯；S2、在全氟聚醚酸烯丙酯中加入化学式为HSi(OR)₃的烷氧基硅烷1.5～2.0当量及铂催化剂0.1％～0.2％当量，反应后经分离即得。该方法简单、高效、绿色，成本更低，合成的氟硅防水拒油剂防水、拒油和耐磨擦性能良好。

技术领域

本发明涉及一种防水拒油材料，尤其涉及一种氟硅防水拒油剂及其利用一锅法进行合成的方法。

背景技术

早期应用在汽车玻璃上的玻璃水、金属材料上的防指纹光油、厨卫上的防污涂料等都可以归纳为防水拒油材料。随着科技的发展，很多电子行业领域都会应用相关的技术，其中玻璃表面的处理应用最为广泛。3C产业、钢化玻璃，手机触摸屏，数码相机触摸屏、平板显示器、光学玻璃镜片、钟表、办公设备等表面由于经常触摸，使用频率较高，往往容易被指纹、汗水、油脂，以及涂抹的化妆品所污染，而且易被硬物所划花。一旦上述玻璃表面被污染，往往影响美观及使用效果，同时这些污垢清理困难，需要特殊处理才能恢复理想的状态。因此，亟待开发一种高效、环保、低温反应型、低表面张力的纳米涂覆材料，从而改善玻璃器件表面的疏水、拒油性，增加其滑爽性，达到防水、拒油、抗指纹的效果。全氟化合物和无氟化合物反应特性的差异较大，难于通过传统方法键合在一起。因此，很难将含氟材料牢固的分布在这些无氟材料的表面，由此我们急需寻找某种方法使两者紧密的结合起来，满足防水、拒油、防指纹的要求。

目前，国内所使用的防水拒油剂往往是类似于全氟辛酸(PFOA)及其盐类和衍生物这类全氟烷基类化合物，这类化合物被列为持久性有机污染物，不具备环境友好性，为加速我国履行《斯德哥尔摩公约》的进程，保护环境和人民的健康，我国急需开发环境友好的防水拒油剂以替代目前的产品。

目前，国内在氟硅防水拒油剂领域还比较落后，国内主流自制产品往往较为低端，高端的防水拒油剂主要是从少数几个发达国家进口。目前国内外对于防水拒油剂文献报道较少，在专利US20040181008、CN102408434中使用了聚氨酯丙烯酸酯，合成全氟聚醚改性的聚氨酯丙烯酸化合物。乐凯公司在专利CN102408434中报道使用的是分子量为700～1200的苏威D系列全氟聚醚醇为原料，最终产物结构如下：

大金公司在专利US20040181008中报道使用的是Demnum系列全氟聚醚醇为原料，其分子量为2000左右的，最终目标产物结构如下：

上述专利使用了环境友好的全氟聚醚类化合物作为原料，然而并没有引入含硅的“桥梁”基团，因此不易在玻璃表面附着；此外，由于多个酰胺基团的引入使得合成该类化合物需要相当多的步骤，纯化分离后处理困难，从而成本极高，限制了其应用。本发明人通过数年的攻关，成功开发了一种新型的、非含全氟辛酸、性能稳定、价格低廉、环境友好的全氟聚醚类化合物，这类化合物具有低表面能、高热稳定性、化学稳定性等优良的特性，十分适合作为分子骨架用于改善一些电子产品的玻璃表面。本方法将利用我单位替代品生产过程中所产生的高沸点全氟聚醚化合物，利用一锅法使其高效的与含硅材料相结合合成具有高附加值的、环保的氟硅防水拒油剂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氟硅防水拒油剂及利用一锅法合成该氟硅防水拒油剂的方法。