专利名称：一种氟硅表面活性剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氟硅表面活性剂的制备方法。
背景技术：
表面活性剂广泛应用在玻璃行业、汽车行业、电子、特种表面处理领域，要求具有 良好的防水、防油和防锈性能，以及良好的抗指纹特性、抗污、抗雾性能。现有的表面活性剂 主要有碳氢和含氟表面活性剂。碳氢表面活性剂表面能大，不具有防水、防油性能。含氟表 面活性剂表面能小，具有防水、防油性能，但生产成本高，溶解性差，应用领域受到限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好的防水、防油、防雾和防锈、抗污及 抗指纹性能，生产成本低、应用范围广的氟硅表面活性剂的制备方法。本发明的技术解决方案是
一种氟硅表面活性剂的制备方法，其特征是按照重量份数计以44 65份全氟烷基乙 烯或全氟烷基乙基碘为原料，在0. 1 1. 0份贵金属催化剂存在下，连续滴加13 18份三 氯硅烷进行反应，反应时间1 5小时获得中间产物；将14. 8 20份高沸点溶剂加入中间 产物中，然后连续滴加10 16. 35份甲醇或乙醇，反应时间为1 5小时，整反应过程温度 控制在40 120°C下，减压精馏制得目标产物。上述的全氟烷基乙烯具有F(CF2)nCH2=CH2结构，全氟烷基乙基碘具F (CF2)nCH2CH2I 结构，其中η为6 12的偶数。上述的高沸点溶剂为二甲苯或吡啶。上述的贵金属催化剂为高氯酸钼和氯化钯的一种或两种的混合物。上述的氟硅表面活性剂的制备方法，反应温度为80 90°C，反应时间2 3小时。本发明采用全氟烷基乙烯或全氟烷基乙基碘为原料，原料易得，不产生副产物，采 用连续滴加的过程控制，整个合成过程反应平稳，工艺控制稳定，安全、价廉、分离简单，最 终获得的具有F(CF2)nCH2CH2Si (OR3)结构的氟硅表面活性剂(结构式中R为甲基或乙基，η 为6，8，10，12的偶数)，收率大于95%，纯度可达98%以上。该氟硅表面活性剂中因含有硅 氧烷活性基团，可与玻璃等有羟基官能团的物质反应而牢固结合，从而使其表面具有良好 的防水、防油和防污性能，并具有较低的表面张力(表面张力小于17. 6达因/米)，同时透光 率高达99. 9%ο
具体实施例方式实施例1
在装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴加漏斗、氮气导管的IOOOml四口烧瓶中加入全氟辛 基乙烯446. lg，加入0. 5g氯酸钼，搅拌升温至40°C，温度平稳后开始滴加三氯硅烷136g， 滴加时间为lh，继续反应2h，分离、过滤后获得中间产物570g，在中间产物中加入吡啶150g升温至80°C，待温度平稳后开始滴加甲醇100g，Ih内滴加完毕，滴加完毕后继续反应2h，反 应过程中的废气用10%Na0H溶液吸收，将获得的产物经减压精馏脱除吡啶后获得目标产物 550g，收率97%，纯度99%。用该产物处理后玻璃表面经测量表面张力17. 5达因/米，具有 优良的抗污、抗指纹性能，透光率为99. 98%。实施例2
在装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴加漏斗、氮气导管的IOOOml四口烧瓶中加入全氟己 基乙烯450g，加入1. Og氯酸钼，搅拌升温至50°C，温度平稳后开始滴加三氯硅烷180g，滴加 时间为lh，继续反应3h，分离、过滤后获得中间产物613g。在中间产物中加入吡啶200g升 温至90°C，待温度平稳后开始滴加甲醇110g，0. 5h内滴加完毕，滴加完毕后继续反应0. 5h， 反应过程中的废气用10%Na0H溶液吸收，将获得的产物经减压精馏脱除脱除吡啶后获得目 标产物590g，收率97. 2%，纯度98%。用该产物处理的玻璃表面经测量表面张力17达因/ 米，具有优良的抗污、抗指纹性能，透光率为99. 9%。实施例3
在装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴加漏斗、氮气导管的IOOOml四口烧瓶中加入全氟辛 基乙烯500g，加入0. 5g氯酸钼，搅拌升温至100°C，温度平稳后开始滴加三氯硅烷160g，滴 加时间为lh，继续反应lh，分离、过滤后获得中间产物620g，加入吡啶180g升温至120°C， 待温度平稳后开始滴加乙醇160g，lh内滴加完毕，滴加完毕后继续反应3h，反应过程中的 废气用10%Na0H溶液吸收，将获得的产物经减压精馏脱除脱除溶剂吡啶后获得目标产物 661g，收率97%，纯度98. 5%。用该产物处理的玻璃表面经测量表面张力16. 5达因/米，具 有优良的抗污、抗指纹性能，透光率为99. 95%。实施例4
在装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴加漏斗、氮气导管的IOOOml四口烧瓶中加入全氟辛 基乙基碘600g，加入0. 9g氯酸钼，搅拌升温至90°C，温度平稳后开始滴加三氯硅烷160g， 滴加时间为0. 5h，继续反应0. 5h，分离、过滤后获得中间产物620g，加入吡啶160g降温至 40°C，待温度平稳后开始滴加乙醇163g，lh内滴加完毕，滴加完毕后继续反应lh，反应过程 中的废气用10%Na0H溶液吸收，将获得的产物经减压精馏脱除脱除溶剂吡啶后获得目标产 物652g，收率96%，纯度98%。用该产物处理的玻璃表面经测量表面张力16. 8达因/米，具 有优良的抗污、抗指纹性能，同时透光率可达99. 96%。实施例5
在装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴加漏斗、氮气导管的IOOOml四口烧瓶中加入全氟癸 基乙烯564g，加入0. 4g氯化钯，搅拌升温至120°C，温度平稳后开始滴加三氯硅烷140g，滴 加时间为lh，继续反应3h，分离、过滤后获得中间产物640g，加入吡啶150g升温至100°C， 待温度平稳后开始滴加甲醇110g，在Ih内滴加完毕，滴加完毕后继续反应4h，反应过程中 的废气用10%Na0H溶液吸收，将获得的产物经减压精馏脱除脱除溶剂吡啶后获得目标产物 660g，收率95. 6%，纯度98. 2%。用该产物处理的玻璃表面经测量表面张力17达因/米，具 有优良的抗污、抗指纹性能，透光率为99. 98%。实施例6
在装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴加漏斗、氮气导管的IOOOml四口烧瓶中加入全氟癸 基乙基碘654g，加入0. 2g氯化钯，搅拌升温至80°C，温度平稳后开始滴加三氯硅烷145g，滴加时间为lh，继续反应4h，分离、过滤后获得中间产物640g，加入吡啶148g升温至70°C， 待温度平稳后开始滴加甲醇116g，Ih滴加完毕，滴加完毕后继续反应2h，反应过程中的 废气用10%Na0H溶液吸收，将获得的产物经减压精馏脱除脱除溶剂吡啶后获得目标产物 650g，收率95%，纯度99. 2%。用该产物处理的玻璃表面经 测量表面张力17. 2达因/米，具 有优良的抗污、抗指纹性能，透光率为99. 92%。实施例7
催化剂采用氯酸钼和氯化钯混合，氯酸钼和氯化钯混合比例不限，本例中氯酸钼0. lg、 氯化钯0. 2g，反应条件和反应过程同实施例1-实施例6。上述实施例中吡啶用二甲苯代替，反应条件和反应过程同实施例1-实施例7。
权利要求
1.一种氟硅表面活性剂的制备方法，其特征是按照重量份数计以44 65份全氟烷 基乙烯或全氟烷基乙基碘为原料，在0. 1 1. 0份贵金属催化剂存在下，连续滴加13 18 份三氯硅烷进行反应，反应时间1 5小时获得中间产物；将14. 8 20份高沸点溶剂加入 中间产物中，然后连续滴加10 16. 35份甲醇或乙醇，反应时间为1 5小时，整反应过程 温度控制在40 120°C下，减压精馏制得目标产物。
2.根据权利要求1所述的氟硅表面活性剂的制备方法，其特征是全氟烷基乙烯具有F (CF2) IiCH2=CH2结构，全氟烷基乙基碘具F(CF2)nCH2CH2I结构，其中η为6 12的偶数。
3.根据权利要求1所述的氟硅表面活性剂的制备方法，其特征是所述的高沸点溶剂 为二甲苯或吡啶。
4.根据权利要求1所述的氟硅表面活性剂的制备方法，其特征是贵金属催化剂为高 氯酸钼和氯化钯的一种或两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的氟硅表面活性剂的制备方法，其特征是反应温度为80 90°C，反应时间2 3小时。
全文摘要
本发明公开了一种氟硅表面活性剂的制备方法，按照重量份数计以44～65份全氟烷基乙烯或全氟烷基乙基碘为原料，在0.1～1.0份贵金属催化剂存在下，连续滴加13～18份三氯硅烷进行反应，获得中间产物；将14.8～20份高沸点溶剂加入中间产物中，然后连续滴加10～16.35份甲醇或乙醇进行反应，减压精馏制得目标产物。本发明原料易得，不产生副产物，整个合成过程反应平稳，工艺控制稳定，安全、价廉、分离简单，最终获得的氟硅表面活性剂收率大于95%，纯度可达98%以上。该氟硅表面活性剂中因含有硅氧烷活性基团，可与玻璃等有羟基官能团的物质反应而牢固结合，从而使其表面具有良好的防水、防油和防污性能，表面张力小于17.6达因/米，同时透光率高达99.9%。
文档编号B01F17/54GK102070662SQ20101060495
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月25日 优先权日2010年12月25日
发明者孙百开, 高春风, 魏潇 申请人:锦州惠发天合化学有限公司