一种全氟聚醚烷氧基硅烷化合物及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物及其合成方法，化合物结构如式(1)所示，其合成方法如下：端羟基全氟聚醚(PFPE)、3‑(2‑氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3‑(2,3‑环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、HDI三聚体按摩尔比1:2:2:1反应，反应过程中采用一定量的溶剂稀释混合端羟基全氟聚醚、3‑(2‑氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷后再滴加入HDI三聚体，一定温度下反应6小时后，再滴加KH560，一定温度下再反应6小时后减压去除溶剂即得本发明专利技术的全氟聚醚烷氧基硅烷化合物。该化合物可涂布于玻璃、塑料、薄膜等基材表面，经交联固化，形成一层坚固的膜，赋予基材优异的抗指纹防污性能，且耐磨性优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氟硅新型材料
，具体涉及一种通过端羟基全氟聚醚、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、KH560、HDI三聚体反应合成新型的抗指纹、防污全氟聚醚烷氧基硅烷，并应用于玻璃等基材表面形成薄膜提供优异的抗指纹防污性能和耐磨性。
技术介绍
近年来，以手机的显示器为代表，屏幕的触摸面板化正在加快。但是，触摸面板裸露的状态使其在使用中容易被指印、皮肤油脂、汗水、化妆品等污染，影响其外观和使用。因此为了改善外观和识别性，对于使显示器、触摸屏等表面容易去除污垢、抗指纹的技术要求越来越高，不仅要赋予触摸面板表面良好的防水防油防污层，易于清洁，并且在擦拭时其表面不容易造成损伤，要具有良好的耐磨性能，保持长期的防污抗指纹性能。为了达到以上想要的效果，目前已经公开了在烷氧基硅烷化合物中引入全氟聚醚基团以提高防污性能(防水防油性)，这主要是采用硅烷偶联技术，利用烷氧基硅烷基团与空气中的水分发生反应，形成硅羟基，而硅羟基在催化剂或高温的条件下与玻璃等基材表面的硅羟基缩合，形成牢固的化学键，在玻璃表面形成全氟聚醚涂层。但是这些化合物烷氧基硅烷基团数目比例较少，与玻璃等基材表面无法提供足够的粘合性、耐磨性与耐久性，随着使用时间的延长，防污性能会越来越差。
技术实现思路
本专利技术目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物及其合成方法，通过端羟基全氟聚醚、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、KH560、HDI三聚体反应合成新型的抗指纹、防污全氟聚醚烷氧基硅烷，并应用于玻璃等基材表面提供优异的防污性和耐磨性。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物，其特征在于其结构式如式(1)所示：其中：一种新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物的合成方法，其特征在于包括如下步骤：(a)将HDI三聚体用溶剂稀释后加入反应容器中，搅拌下再用溶剂稀释混合均匀的端羟基全氟聚醚、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷混合物逐渐滴入，滴加结束后于反应温度下搅拌保温反应6小时；(b)再滴加与3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷摩尔数相同的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)，于反应温度下继续反应6小时后即得全氟聚醚烷氧基硅烷化合物。进一步，合成路线为：步骤一：步骤二：进一步，端羟基全氟聚醚、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、KH560、HDI三聚体反应摩尔比为1:2:2:1。进一步，端羟基全氟聚醚分子量MW为2500-5000。进一步，溶剂为氟醚溶剂。进一步，步骤(a)和步骤(b)反应温度均为25-40℃。本专利技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：1、本专利技术的全氟聚醚烷氧基硅烷化合物表现出优异的防污性、抗指纹性和耐磨性，应用于玻璃、塑料、薄膜等基材表面经交联固化，形成一层坚固的膜，赋予基材优异的抗指纹防污性和耐磨性，解决了耐磨性不足的问题。2、本专利技术的全氟聚醚烷氧基硅烷化合物合成方法通过端羟基全氟聚醚、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、KH560、HDI三聚体反应合成新型的抗指纹、防污全氟聚醚烷氧基硅烷，并应用于玻璃等基材表面形成薄膜提供优异的抗指纹防污性能和耐磨性。具体实施方式本专利技术的一种新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物，其结构式如式(1)所示：其中：一种新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物的合成方法，包括如下步骤：(a)将HDI三聚体用溶剂稀释后加入反应容器中，搅拌下再用溶剂稀释混合均匀的端羟基全氟聚醚、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷混合物逐渐滴入，滴加结束后于反应温度下搅拌保温反应6小时。(b)再滴加与3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷摩尔数相同的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)，于反应温度下继续反应6小时后即得全氟聚醚烷氧基硅烷化合物。端羟基全氟聚醚、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、KH560、HDI三聚体反应摩尔比为1:2:2:1，端羟基全氟聚醚分子量MW为2500-5000。溶剂为氟醚溶剂，步骤(a)和步骤(b)反应温度均为25-40℃。合成路线为：步骤一：步骤二：合成例1：在装有恒温磁力搅拌器、恒压滴液漏斗和温度计的150ml三口烧瓶中加入氟醚溶剂25ml和HDI三聚体2.52g(5mmol)搅拌稀释溶解，再将用氟醚溶剂混合均匀的端羟基全氟聚醚12.5g(5mmol，分子量MW＝2500)、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷2.22g(10mmol)混合物逐渐滴入，滴加结束后30℃搅拌保温反应6小时，再滴加KH5602.36g(10mmol)，滴加完30℃搅拌保温反应6小时减压去除溶剂即得产物，所得产物结构式为：其中PFPE分子量MW＝2500。合成例2：在装有恒温磁力搅拌器、恒压滴液漏斗和温度计的150ml三口烧瓶中加入氟醚溶剂25ml和HDI三聚体2.52g(5mmol)搅拌稀释溶解，再将用氟醚溶剂混合均匀的端羟基全氟聚醚15g(5mmol，分子量MW＝3000)、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷2.22g(10mmol)混合物逐渐滴入，滴加结束后30℃搅拌保温反应6小时，再滴加KH5602.36g(10mmol)，滴加完30℃搅拌保温反应6小时减压去除溶剂即得产物，所得产物结构式为：其中PFPE分子量MW＝3000。合成例3：在装有恒温磁力搅拌器、恒压滴液漏斗和温度计的150ml三口烧瓶中加入氟醚溶剂25ml和HDI三聚体2.52g(5mmol)搅拌稀释溶解，再将用氟醚溶剂混合均匀的端羟基全氟聚醚20g(5mmol，分子量MW＝4000)、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷2.22g(10mmol)混合物逐渐滴入，滴加结束后30℃搅拌保温反应6小时，再滴加KH5602.36g(10mmol)，滴加完30℃搅拌保温反应6小时减压去除溶剂即得产物，所得产物结构式为：其中PFPE分子量MW＝4000。合成例4：在装有恒温磁力搅拌器、恒压滴液漏斗和温度计的150ml三口烧瓶中加入氟醚溶剂25ml和HDI三聚体2.52g(5mmol)搅拌稀释溶解，再将用氟醚溶剂混合均匀的端羟基全氟聚醚25g(5mmol，分子量MW＝5000)、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷2.22g(10mmol)混合物逐渐滴入，滴加结束后30℃搅拌保温反应6小时，再滴加KH5602.36g(10mmol)，滴加完30℃搅拌保温反应6小时减压去除溶剂即得产物，所得产物结构式为：其中PFPE分子量MW＝5000。对比例1：在装有恒温磁力搅拌器、恒压滴液漏斗和温度计的150ml三口烧瓶中加入氟醚溶剂25ml和HDI三聚体2.52g(5mmol)搅拌稀释溶解，再将用氟醚溶剂混合均匀的端羟基全氟聚醚7g(5mmol，分子量MW＝1400)、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷2.22g(10mmol)混合物逐渐滴入，滴加结束后30℃搅拌保温反应6小时，再滴加KH5602.36g(10mmol)，滴加完30℃搅拌保温反应6小时减压去除溶剂即得产物，所得产物结构式为：其中PFPE分子量MW＝1400。对比例2：在装有恒温磁力搅拌器、恒压滴液漏斗和温度计的150ml三口烧瓶中加入3-异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物，其特征在于其结构式如式(1)所示：其中：

【技术特征摘要】
1.一种新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物，其特征在于其结构式如式(1)所示：其中：2.如权利要求1所述的新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物的合成方法，其特征在于包括如下步骤：(a)将HDI三聚体用溶剂稀释后加入反应容器中，搅拌下再用溶剂稀释混合均匀的端羟基全氟聚醚、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷混合物逐渐滴入，滴加结束后于反应温度下搅拌保温反应6小时；(b)再滴加与3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷摩尔数相同的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)，于反应温度下继续反应6小时后即得全氟聚醚烷氧基硅烷化合物。3.根据权利要求2所述的一种新型全氟聚醚烷氧基硅烷化合物的合成方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国清，郦聪，李建，
申请(专利权)人：衢州氟硅技术研究院，巨化集团技术中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33