[发明专利]含全氟聚醚基硅烷化合物、制备方法、表面处理剂及物品

说明书

本发明涉及表面处理剂领域，具体公开了一种含全氟聚醚基硅烷化合物、制备方法、表面处理剂及物品。含全氟聚醚基硅烷化合物的制备方法，包括：1），在溶剂中加入端基为酯基的全氟聚醚化合物及还原剂，得化合物1；2），在溶剂中加入季戊四醇三烯丙基醚及卤化剂，得化合物2；3），在溶剂中加入化合物1、化合物2、碱性物质，得端基含双键的全氟聚醚化合物3；4），在溶剂中加入化合物3与硅烷偶联剂，得含全氟聚醚基的硅烷化合物；本发明具有技术路径简洁高效，制备方法过程简单，起始原料廉价易于获取，具有较高的经济价值的优点。

技术领域

本发明涉及表面处理剂领域，尤其是涉及含全氟聚谜基的硅烷化合物及其制备方法，含有该含全氟聚醚基的硅烷化合物的表面处理剂以及使用该表面处理剂处理的物品。

背景技术

含全氟聚醚基的硅烷化合物处理基材时，能够在其表面形成疏水、疏油、防污、低摩擦系数且具有耐久性等性能的膜层，一方面是由于分子中全氟聚醚的低表面能特性，另一方面是分子中的硅氧烷基团能在基材表面进行脱水缩合反应形成化学键与基材结合。将含有该组合物的表面处理剂用喷涂或气相沉积的方式均匀分散到基材上，经固化就可以形成具有防护功能的膜层。由于该膜层仅数纳米且透明，不会影响基材表面外观和透光性。

现有的表面处理剂中，绝大多采用胺基酰胺基团作为官能团，其立体结构较为蓬松，多重键合性的可能性降低，其发生化学键合后的处理剂片段与基材紧密性可能无法完全发挥，致使耐玷污性能的改善无法达到最大化。再者胺基酰胺基团立体障碍较大，其结构的内旋位阻相对较大，因此表现出链段的柔顺性不足的缺点。

现有的表面处理剂中，也有部分以醚键为官能团的分子结构，由于醚键具有更小的内旋位阻，所以在分子结构上具有更优秀的柔顺性；其紧凑的立体空间结构，能与基材表面更快速紧密地发生化学交联，具有非常高的反应性，使得含有该结构的全氟聚醚基的硅烷化合物表现出更加优异的耐磨性。

虽然，现有的含全氟聚醚基的硅烷化合物制备的膜层具有较高的耐磨性，可经受钢丝绒往复耐磨5000次以上，甚至可达上万次，所述膜层的表面动摩擦系数可降低到0.05左右。但是，现有的含全氟聚醚基的硅烷化合物存在合成工艺难度大，过程步骤多，流程长，原始物料结构特殊而不易取得，导致其价格昂贵，生产成本高，因此还有改善空间。

发明内容

为了降低生产成本，本申请提供一种含全氟聚醚基硅烷化合物、制备方法、表面处理剂及物品。

第一方面，本申请提供一种含全氟聚醚基硅烷化合物的制备方法，采用如下的技术方案：

一种含全氟聚醚基硅烷化合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)，在溶剂中加入端基为酯基的全氟聚醚化合物及还原剂，经还原反应将酯基还原成羟基，得化合物1；

步骤2)，在溶剂中加入季戊四醇三烯丙基醚及卤化剂，经取代反应将羟基取代为卤素基团，得化合物2；

步骤3)，在溶剂中加入化合物1、化合物2、碱性物质，在碱性条件下，化合物1与化合物2发生醚化反应，化合物1的羟基脱去氢离子，化合物2脱去卤素基团，缩合形成醚键，得端基含双键的全氟聚醚化合物3；

步骤4)，在溶剂中加入化合物3与硅烷偶联剂，经硅氢加成得含全氟聚醚基的硅烷化合物；

所述步骤1)、步骤2)可同时进行也可不分顺序分步进行。

通过采用上述技术方案，所采用技术路径简洁高效，制备方法过程简单，起始原料廉价易于获取，具有较高的经济价值；经过含全氟聚醚基硅烷化合物制成的表面处理剂处理后的基材具有优异的抗污、抗指纹、耐摩擦性能。

步骤1)的反应方程式如下：

步骤2)的反应方程式如下：