[發明專利]一種長鏈含氟烷基硅油及其合成方法

有效

• 申請號: 201410335087.8
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104109244A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 陳維;薛濤;王建斌;陳田安
• 申請（專利權）人: 煙臺德邦先進硅材料有限公司
• 主分類號: C08G77/24
• 分類號: C08G77/24
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

技術領域

本發明涉及一種長鏈含氟烷基硅油及其合成方法，主要應用于涂料、機械、織物整理等的防水防油領域。

背景技術

含氟烷基聚硅氧烷俗稱含氟硅油是指聚合物中含有C-F鍵、C-Si鍵和Si-O-Si鍵，但不含Si-F鍵，且氟化的碳基團不直接連在硅原子上，中間有間隔基團的一類聚合物。氟硅油因結合了有機硅和氟碳化合物的雙重性質具有卓越的耐候性、耐高低溫性、耐化學品穩定性、防水防油性等特點在涂料、機械、織物整理方面的應用越來越廣泛；另外，在皮革化學品、造紙化學品、電子工業、金屬加工等領域都有涉及在醫療、藥物、化妝品等領域也有潛在應用價值。

一般，將長鏈含氟側基引入聚硅氧烷分子結構中所制得的長鏈含氟烷基硅油既保持了聚硅氧烷固有的優良的耐高低溫性能、粘溫性能等且長鏈含氟烴基的引入又能使氟硅油的防水、耐油、耐溶劑性能提高，可賦予材料獨特的表面活性、化學穩定性等如長鏈(C4～12)全氟烷基硅油的表面張力，不僅低于其他改性硅油及二甲基硅油且大大低于合成纖維及織物的表面張力因而適用作織物的高效憎水、憎油及耐臟整理劑水體系及非水體系的高效消泡劑。

由于含多氟烷基的環硅氧烷沸點高，裂解精餾難以實現，故制備含多氟烷基的聚硅氧烷主要采用硅氫加成制備，如用含多氟烷基的烯烴與含氫硅油直接硅氫加成制備長鏈含氟烷基硅油，但是反應過程中含氟烯烴與含氫硅油存在異構加成的現象，并且硅氫加成工藝復雜，難于實現工業化。

發明內容

本發明所解決的技術問題是一種長鏈含氟烷基硅油及其合成方法。本發明所合成的長鏈含氟烷基硅油為無色透明的液體，含氟量極高，可以用作防水防油劑，同時也可以用作合成其它功能性長鏈含氟硅油。同時，本發明采用一種新的合成工藝，避免了以往采用硅氫加成法制備長鏈含氟烷基硅油所帶來的諸多問題，便于實現工業化生產。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種長鏈含氟烷基硅油，結構通式如下：

其中n＝3,4,5

本發明還提供了一種長鏈含氟烷基硅油的合成方法。合成方法如下：將油浴鍋升溫至40～60℃，向三口瓶中加入50～70質量份的二甲基二甲氧基硅和0.2～15質量份酸催化劑，并開啟磁子攪拌約2分鐘。然后開始滴加10～30質量份甲酸，15分鐘滴加完畢，繼續攪拌反應1小時后；向反應瓶中加入100～130質量份3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸基三甲氧基硅烷，然后開始滴加10～30質量份甲酸，15分鐘滴加完畢，繼續攪拌反應1小時，升溫至80～100℃減壓蒸餾至不再出現餾出物，降溫，加入過量的碳酸鈣中和6小時至中性(PH＝7)，過濾即得所制長鏈含氟烷基硅油。

其中所述酸催化劑為濃硫酸、三氟甲磺酸、固體強酸或陽離子交換樹脂。

合成反應所涉及的化學反應方程式如下；

具體實施方式

以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

實施例1

將油浴鍋升溫至45℃，向三口瓶中加入54克二甲基二甲氧基硅烷和4克濃硫酸，并開啟磁子攪拌約2分鐘。滴加入13.8克甲酸，15分鐘左右滴加完畢，繼續攪拌反應1小時。向三口瓶中加入114克3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸基三甲氧基硅烷，滴加入13.8克甲酸，15分鐘左右滴加完畢，繼續攪拌反應1小時。升溫至90℃減壓蒸餾至不再出現餾出物后，加入10克碳酸鈣中和6小時至中性(PH＝7)，過濾得135.73克無色透明產物。產品的具體結構：其中n＝3

經WATER凝膠滲透色譜儀測試透明產物數均分子量為2789g/mol，Mn/Mw＝1.08。

實施例2

將油浴鍋升溫至40℃，向三口瓶中加入57.6克二甲基二甲氧基硅烷和11克濃固體酸，并開啟磁子攪拌約2分鐘。滴加入18.4克甲酸，15分鐘左右滴加完畢，繼續攪拌反應1小時。向三口瓶中加入114克3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸基三甲氧基硅烷，滴加入18.4克甲酸，15分鐘左右滴加完畢，繼續攪拌反應1小時。升溫至90℃減壓蒸餾至不再出現餾出物后，降溫，加入10克碳酸鈣中和6小時至中性(PH＝7)，過濾得139.05克無色透明產物。產品的具體結構：其中n＝4