CN104086776B - 一种含官能团氟改性硅油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含官能团氟改性硅油及其制备方法，属于有机硅高分子材料技术领域。本发明以全氟丁基乙烯、全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯等全氟烷基乙烯为初始含氟原料，与甲基含氢硅油在铂催化剂作用下进行硅氢加成反应，综合制备含氟含氢烷基硅油。得到的含氟含氢烷基硅油进一步与烯丙醇、丙烯酸羟乙酯等含官能团单体发生硅氢加成反应，制备得到带有官能团的含氟硅油，用于脱模剂具有良好的脱模持续性、耐热性、稳定性。根据原理，由不同的含氟烯烃可合成一系列带有官能团的含氟硅油，制备工艺简单，具有广泛的应用领域。

Description

一种含官能团氟改性硅油及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种以全氟烯烃和含官能团烯烃为原料制备的含官能团氟改性硅油，属于有机硅高分子材料技术领域。

背景技术

甲基含氢硅油，是硅油品种中极其重要的产品之一，其在硅油系列产品中由于硅氧烷主链中含有活泼基团氢基团，活性高，能与许多活性基团反应，应用领域十分广泛。其显著特点是防水效果好，可以低温交联成膜，在物质的表面形成防水层。然而，随着我国生产技术和实际应用对产品质量要求的不断提高，甲基含氢硅油耐燃料油、耐化学介质性较差，限制了它应用范围的进一步扩展。因此，为了充分发挥其优点，完善其性能，需对甲基含氢硅油作进一步改性。

在众多改性硅油当中，氟烃基改性硅油以改变甲基含氢硅油的物理性质为主要目的，使其兼具耐油、耐溶剂、耐化学药品等特性。一般地，将长链含氟侧基引入聚硅氧烷分子结构中可得到综合性能卓越的长链含氟硅油，这样既保持了聚硅氧烷固有的优良的高低温性能、粘温性能等，长链含氟侧基的引入又可使氟硅油的防水、防锈、耐油、耐溶剂性能提高，可赋予材料独特的表面活性、化学稳定性等，得到的材料表面能小、耐低温，使其具有某些领域特殊的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含官能团氟改性硅油及其制备方法，既保持了氟硅油原有的特性，同时所具有的活性基团为制备带有某些特殊领域功能的下游产品的开发提供了可能性。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种含官能团氟改性硅油及其制备方法，其特征在于制备过程如下：将全氟烷基乙烯和铂催化剂混合加入带有搅拌器和温度计的反应器内，全氟烷基乙烯的量为69～110g，铂催化剂的量为20ppm，然后向反应器内通入氮气，将反应器升温至90～120℃，接着向反应器内滴加含氢硅油并在保温状态下反应2h，含氢硅油的滴加量为40～60g，再向反应器滴加官能团单体，官能团单体的滴加量为11～30g，滴加结束后恒温反应2h，最终得到含官能团氟改性硅油；含官能团氟改性硅油的反应式为：

在此制备过程中，含官能团单体和含氢硅油在铂催化剂的作用下经硅氢加成反应，成功将含氟支链和活性官能团引入硅油，制备得到含官能团氟改性硅油。

进一步，全氟烷基乙烯为全氟丁基乙烯、全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟癸基乙烯。

进一步，的含官能团单体为烯丙醇、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为一种含官能团氟改性硅油及其制备方法，与现有技术相比，具有以下优点：这种新型含官能团氟改性硅油不仅引入了含氟支链，同时引入了活性官能团。一方面具有氟硅油防水、防锈、耐油、耐溶剂性以及独特的表面活性和化学稳定性，另一方面所带有的活性基团为制备带有某些特殊领域功能的下游产品的开发提供了可能性。制备该种新型含官能团氟改性硅油原材料易得，工艺路线简单易操作，这种氟硅油用于脱模剂综合效果良好，有利于推广应用。

具体实施方式

本发明为一种含官能团氟改性硅油及其制备方法，将全氟烷基乙烯和铂催化剂混合加入带有搅拌器和温度计的反应器内，全氟烷基乙烯的量为69～110g，全氟烷基乙烯可为全氟丁基乙烯、全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟癸基乙烯。铂催化剂的量为20ppm，然后向反应器内通入氮气，将反应器升温至90～120℃，接着向反应器内滴加含氢硅油并在保温状态下反应2h，含氢硅油的滴加量为40～60g，再向反应器滴加官能团单体，官能团单体的滴加量为11～30g，含官能团单体可为烯丙醇、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯。滴加结束后恒温反应2h，最终得到含官能团氟改性硅油；含官能团氟改性硅油的反应式为：

在此制备过程中，含官能团单体和含氢硅油在铂催化剂的作用下经硅氢加成反应，成功将含氟支链和活性官能团引入硅油，制备得到含官能团氟改性硅油。含官能团氟改性硅油的结构如下：

其中：a＝5-20，b＝5-20，c＝5-20；R_F＝CF₃(CF₂)_n，n＝1-9的整数；R＝CH₂OH或COOCH₂X，X为CH₂OH或环氧基团。

下面通过实施例对本发明进行具体描述，对本发明作进一步说明：

实施例1

在装有搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中加入73.8g全氟丁基乙烯和20ppm铂催化剂，在氮气保护下滴加含氢硅油60g，滴加结束后保持温度90℃恒温反应2h，再滴加烯丙醇17.4g，滴加结束后恒温反应2h，最后减压蒸馏去除剩余的全氟丁基乙烯和烯丙醇，获得含羟基氟改性硅油114.2g。

实施例2：

在装有搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中加入69.2g全氟己基乙烯和20ppm铂催化剂，在氮气保护下滴加含氢硅油40g，滴加结束后保持温度100℃恒温反应2h，再滴加烯丙醇11.6g，滴加结束后恒温反应2h，最后减压蒸馏去除剩余的全氟己基乙烯和烯丙醇，获得含羟基氟改性硅油92.3g。

实施例3：

在装有搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中加入89.2g全氟辛基乙烯和20ppm铂催化剂，在氮气保护下滴加含氢硅油40g，滴加结束后保持温度110℃恒温反应2h，再滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯28.4g，滴加结束后恒温反应2h，最后减压蒸馏去除剩余的全氟辛基乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯，获得含酯基环氧基团氟改性硅油109.8g。

实施例4：

在装有搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中加入109.2g全氟癸基乙烯和20ppm铂催化剂，在氮气保护下滴加含氢硅油40g，滴加结束后保持温度120℃恒温反应2h，再滴加丙烯酸羟乙酯23.2g，滴加结束后恒温反应2h，最后减压蒸馏去除剩余的全氟癸基乙烯和丙烯酸羟乙酯，获得含酯基羟基氟改性硅油125.1g。

实施例5：

在装有搅拌器、回流冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中加入89.2g全氟辛基乙烯和20ppm铂催化剂，在氮气保护下滴加含氢硅油40g，滴加结束后保持温度110℃恒温反应2h，再滴加烯丙醇11.6g，滴加结束后恒温反应2h，最后减压蒸馏去除剩余的全氟辛基乙烯和烯丙醇，获得含羟基氟改性硅油107.6g。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种含官能团氟改性硅油的制备方法，其特征在于制备过程如下：将全氟烷基乙烯和铂催化剂混合加入带有搅拌器和温度计的反应器内，全氟烷基乙烯的量为69～110g，铂催化剂的量为20ppm，然后向反应器内通入氮气，将反应器升温至90～120℃，接着向反应器内滴加含氢硅油并在保温状态下反应2h，含氢硅油的滴加量为40～60g，再向反应器滴加官能团单体，官能团单体的滴加量为11～30g，滴加结束后恒温反应2h，最终得到含官能团氟改性硅油；所述含官能团氟改性硅油的反应式为：

其中R＝CH₂OH。

2.根据权利要求1所述的一种含官能团氟改性硅油的制备方法，其特征在于：所述全氟烷基乙烯为全氟丁基乙烯、全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯、全氟癸基乙烯。

3.根据权利要求1所述的一种含官能团氟改性硅油的制备方法，其特征在于：所述含官能团单体为烯丙醇。