專利名稱：一種含氟抗指紋劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于含氟表面活性劑領(lǐng)域，特別涉及ー種含氟抗指紋劑的制備方法。
背景技術(shù)：
含氟抗指紋劑其主要成分為氟硅表面活性剤，主要結(jié)構(gòu)為F (CF2) nXSi (OR) 3，通過 硅烷化反應(yīng)在玻璃等含硅物質(zhì)表面形成一層致密的氟化表面層，其極低的表面張カ使水和油難于親和，從而使處理后的玻璃制品具有抗指紋的效果，含氟抗指紋劑主要應(yīng)用于手機(jī)屏幕、照相機(jī)鏡頭等高級(jí)玻璃制品的表面。目前，含氟抗指紋劑主要是利用全氟烷基こ烯與硅烷類化合物進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)來合成，其缺點(diǎn)是由于所使用的反應(yīng)物中全氟烷基こ烯的化學(xué)活性較差，該類反應(yīng)通常需要在高溫、高壓及貴金屬催化劑的存下在才能進(jìn)行，這樣就大大降低了生產(chǎn)エ藝安全性，同時(shí)增加了生產(chǎn)成本。CN102070662A公開了ー種氟硅表面活性劑的制備方法，該方法以全氟烷基こ烯或全氟烷基こ基碘為原料，在貴金屬催化劑存在下，連續(xù)滴加三氯硅烷進(jìn)行反應(yīng)，獲得中間產(chǎn)物；將高沸點(diǎn)溶劑加入中間產(chǎn)物中，然后連續(xù)滴加甲醇或こ醇進(jìn)行反應(yīng)，減壓精餾制得目標(biāo)產(chǎn)物。其存在以下問題1.使用的貴金屬催化劑氯鉬酸價(jià)格昂貴，増加了生產(chǎn)成本；2.使用的原料三氯硅烷是具有刺激性和腐蝕性的物質(zhì)，對(duì)エ藝管線要求嚴(yán)格，増加了エ藝成本及危險(xiǎn)性；3.反應(yīng)條件苛刻,需在高溫高壓下進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供ー種含氟抗指紋劑的制備方法，該方法反應(yīng)條件溫和，不需貴金屬催化劑，避免采用刺激性和腐蝕性的物質(zhì)作為原料，エ藝安全性好，生產(chǎn)成本低，有利于エ業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
ー種含氟抗指紋劑的制備方法，其具體步驟為
將摩爾比為1:1. I 1:1.2的全氟烷基こ醇和異氰酸烷基三烷氧基硅烷作為反應(yīng)底物，在30°C 60°C溫度下，進(jìn)行加成反應(yīng)Ih 3h，制備得到粗產(chǎn)物；經(jīng)減壓蒸餾除去過量的異氰酸烷基三烷氧基硅烷，得含氟抗指紋劑濃縮液；將含氟抗指紋劑濃縮液用1，I, 2，2-四氟こ基甲基醚稀釋成0. 1% 0. 3%的溶液，制得最終產(chǎn)品含氟抗指紋劑。上述的含氟抗指紋劑的制備方法，所述的反應(yīng)底物全氟烷基こ醇，其結(jié)構(gòu)式為RfCH2CH2OH,其中，Rf是碳數(shù)為4 10的直鏈的全氟烷基。上述的含氟抗指紋劑的制備方法，所述的反應(yīng)底物異氰酸烷基三烷氧基硅烷，其結(jié)構(gòu)式為OCN(CH2)nSi (OR)3，其中n=l 3，R為甲基或こ基。上述的含氟抗指紋劑的制備方法，進(jìn)行減壓蒸餾時(shí)，體系壓カ為-0. I -0. 09MPa，加熱溫度為85°C 110°C。本發(fā)明采用無刺激性和無腐蝕性的異氰酸類化合物與羥基化合物加成反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)活性高、操作過程簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、無需使用催化劑，在提高了生產(chǎn)エ藝安全性的同時(shí)，避免了硅氫加成反應(yīng)エ藝中使用貴金屬催化劑，降低了生產(chǎn)成本；另外，通過減壓蒸餾除去的過量反應(yīng)物異氰酸烷基三烷氧基硅烷，能回收再利用，進(jìn)ー步降低生產(chǎn)成本；利用本方法合成的含氟抗指紋劑濃縮液，純度為99. 0% 99. 4%，收率為98. 5% 99. 0%，有利于エ業(yè)化生產(chǎn)。另外，處理玻璃產(chǎn)品時(shí)，只需將含氟抗指紋劑濃縮液用HFE254稀釋成
0.1% 0. 3%溶液，在極低質(zhì)量濃度下，即可達(dá)到極佳的效果。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例I
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向裝有機(jī)械攪拌、測(cè)溫點(diǎn)、回流冷凝管的IL四ロ燒瓶中，加入264g全氟丁基こ醇和271g異氰酸丙基三こ氧基硅烷，開啟攪拌，加熱至30°C 35°C，反應(yīng)Ih后，在體系壓カ-0. IMPa -0. 097MPa，加熱溫度100°C 110°C下，經(jīng)減壓蒸餾除去過量的異氰酸丙基三こ氧基硅烷，得到淺黃色透明液體三こ氧硅基丙基異氰酸全氟丁基こ基酯509g，氣相色譜法檢測(cè)純度99. 4%，收率99. 0%。將三こ氧硅基丙基異氰酸全氟丁基こ基酯稀用1，I, 2，2-四氟こ基甲基醚稀釋成0. 3%溶液，即得含氟抗指紋劑。將玻璃浸泡于含氟抗指紋劑中5分鐘后，自然干燥，用表面張カ儀測(cè)試玻璃表面張カ為17. I達(dá)因/米。實(shí)施例2
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向裝有機(jī)械攪拌、測(cè)溫點(diǎn)、回流冷凝管的IL四ロ燒瓶中，加入364g全氟己基こ醇和271g異氰酸丙基三こ氧基硅烷，開啟攪拌，加熱至35°C 40°C，反應(yīng)2h后，在體系壓カ-0. IMPa -0. 097MPa，加熱溫度100°C 110°C下，經(jīng)減壓蒸餾除去過量的異氰酸丙基三こ氧基硅烷，得到淺黃色透明液體三こ氧硅基丙基異氰酸全氟丁基こ基酯609g，氣相色譜法檢測(cè)純度99. 3%，收率98. 9%。將三こ氧硅基丙基異氰酸全氟丁基こ基酯稀用1，I, 2，2-四氟こ基甲基醚稀釋成0. 3%溶液，即得含氟抗指紋劑。將玻璃浸泡于含氟抗指紋劑中5分鐘后，自然干燥，用表面張カ儀測(cè)試玻璃表面張カ為16. 9達(dá)因/米。實(shí)施例3
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向裝有機(jī)械攪拌、測(cè)溫點(diǎn)、回流冷凝管的IL四ロ燒瓶中，加入464g全氟辛基こ醇和280g異氰酸こ基三こ氧基硅烷，開啟攪拌，加熱至40°C 45°C，反應(yīng)2h后，在體系壓カ-0. 097MPa -0. 095MPa,加熱溫度90°C 100°C下，經(jīng)減壓蒸餾除去過量的異氰酸こ基三こ氧基硅烷，得到淺黃色透明液體三こ氧硅基こ基異氰酸全氟辛基こ基酯694g，氣相色譜法檢測(cè)純度99. 2%，收率98. 8%。將三こ氧硅基こ基異氰酸全氟辛基こ基酯用1，I, 2，2-四氟こ基甲基醚稀釋成0. 2%溶液，即得含氟抗指紋劑。將玻璃浸泡于含氟抗指紋劑中5分鐘后，自然干燥，用表面張カ儀測(cè)試玻璃表面張カ為16. 8達(dá)因/米。實(shí)施例4
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向裝有機(jī)械攪拌、測(cè)溫點(diǎn)、回流冷凝管的IL四ロ燒瓶中，加入564g全氟癸基こ醇和212g異氰酸甲基三甲氧基硅烷，開啟攪拌，加熱至55°C 60°C，反應(yīng)3h后，在體系壓カ-0. 095 MPa -0. 09MPa，加熱溫度85°C 90°C下，經(jīng)減壓蒸餾除去過量的異氰酸甲基三甲氧基硅烷，得到淺黃色透明液體三甲氧硅基甲基異氰酸全氟癸基こ基酯727g，氣相色譜法檢測(cè)純度99. 0%，收率98. 5%。將三甲氧硅基甲基異氰酸全氟癸基こ基酯用1，I, 2，2-四氟こ基甲基醚稀釋成O. 1%溶液，即得含氟抗指紋劑。
將玻璃浸泡于含氟抗指紋劑中5分鐘后，自然干燥，用表面張カ儀測(cè)試玻璃表面張カ為16. 7達(dá)因/米。
權(quán)利要求
1.ー種含氟抗指紋劑的制備方法，其特征是具體步驟如下 將摩爾比為1:1. I 1:1.2的全氟烷基こ醇和異氰酸烷基三烷氧基硅烷作為反應(yīng)底物，在30°C 60°C溫度下，進(jìn)行加成反應(yīng)Ih 3h，制備得到粗產(chǎn)物；經(jīng)減壓蒸餾除去過量的異氰酸烷基三烷氧基硅烷，得含氟抗指紋劑濃縮液；將含氟抗指紋劑濃縮液用1，I, 2，2-四氟こ基甲基醚稀釋成O. 1% O. 3%的溶液，制得最終產(chǎn)品含氟抗指紋劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含氟抗指紋劑的制備方法，其特征是所述的反應(yīng)底物全氟烷基こ醇，其結(jié)構(gòu)式為RfCH2CH2OH,其中，Rf是碳數(shù)為4 10的直鏈的全氟烷基。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含氟抗指紋劑的制備方法，其特征是所述的反應(yīng)底物異氰酸烷基三烷氧基硅烷，其結(jié)構(gòu)式為OCN(CH2)nSi (OR)3，其中n=l 3，R為甲基或こ基。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含氟抗指紋劑的制備方法，其特征是進(jìn)行減壓蒸餾時(shí)，體系壓カ為-O. I -O. 09MPa，加熱溫度為85°C 110°C。
全文摘要
一種含氟抗指紋劑的制備方法，將全氟烷基乙醇和異氰酸烷基三烷氧基硅烷作為反應(yīng)底物，進(jìn)行加成反應(yīng)，制備得到粗產(chǎn)物；經(jīng)減壓蒸餾除去過量的異氰酸烷基三烷氧基硅烷，得含氟抗指紋劑濃縮液；將含氟抗指紋劑濃縮液用1,1,2,2-四氟乙基甲基醚稀釋，制得最終產(chǎn)品含氟抗指紋劑。該方法反應(yīng)條件溫和，不需貴金屬催化劑，避免采用刺激性和腐蝕性的物質(zhì)作為原料，工藝安全性好，生產(chǎn)成本低，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C03C17/30GK102643303SQ201210107810
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者楊華杰, 王忠華, 魏瀟 申請(qǐng)人:阜新恒通氟化學(xué)有限公司