CN106866972B - 触摸屏玻璃用氟硅防污防指纹树脂的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触摸屏玻璃用氟硅防污防指纹树脂的制备方法及应用。本发明将全氟烷基取代的α‑烯烃、乙烯基三烷氧基硅烷与Si‑H键官能度≥2的含氢硅氧烷低聚体先进行硅氢化加成反应，合成疏水疏油性全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体(RfSi)；再将RfSi与正硅酸酯、1,2‑双(三烷氧基硅基)乙烷进行水解共缩聚，从而制得了全氟烷基改性氟硅树脂。将全氟烷基改性氟硅树脂与钛酸酯偶联剂、有机锡催化剂复合制成防指纹稀释液，喷涂触摸屏玻璃表面，再经固化，即可获得防污防指纹效果。

Description

触摸屏玻璃用氟硅防污防指纹树脂的制备方法及应用
技术领域
本发明属精细化工领域，具体涉及一种触摸屏玻璃防污防指纹用氟硅树脂的制备及其在玻璃防污防指纹方面的应用。
背景技术
氟硅树脂，亦即分子结构中既连有疏水疏油性氟烃基、又连有超支化低聚倍半硅氧烷[-(SiO3/2)x-]结构的一类树脂总称。氟硅树脂，兼具氟、硅材料的多种性能，既拥有氟烃基链段所赋予目标产物的拒水拒油性能，又有低聚倍半硅氧烷所特有的硬度和透光性，因而在平板电脑与智能手机的触摸屏、飞机汽车视窗玻璃、精密仪器仪表盘、光学镜头、航空航天材料以及核电/风电涂层的防污防指纹等方面有广泛用途。
将长链氟烃基氯硅烷或烷氧基硅烷水解缩聚，可合成超支化或三维网状结构的氟硅防污防指纹树脂，这点可见CN102352489、CN1927966、CN101775144、CN102808148、CN103540183等。但研究中人们发现，单纯以氟烃基硅烷作原料经水解缩聚而制得的氟硅树脂，防水防污性能不理想，且用树脂所构建的防污涂膜，膜表面油腻感强、滑爽性不佳，硬度达不到要求。将氟硅树脂与纳米粒结合，能改善树脂的防污防指纹效果、提高硬度，但物理共混入的纳米粒使用过程易脱落，分散不匀时还会影响涂膜的透光性。
另从文献可见，合成氟硅树脂所用的原料目前主要以全氟烷乙基三烷氧基硅烷及其衍生物为主，以全氟烷基取代的多烷氧基硅氧烷环体作原料来合成氟硅防污防指纹树脂，尚未见报道。
发明内容
针对现有氟硅树脂的缺陷，并进一步提高防污防指纹效果，本发明提供了一种触摸屏玻璃用氟硅防污防指纹树脂的制备方法及应用。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
1)低表面能疏水疏油组分——反应性全氟烷基取代烷氧基硅氧烷低聚体的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的三颈瓶中，将全氟烷基取代的α-烯烃(RfV)、乙烯基三烷氧基硅烷(VTS)与Si-H键官能度≥2的含氢硅氧烷低聚体按摩尔比n(RfV)：n(VTS):n(Si-H)＝1-3:1-2:2-4进行混合，机械搅拌混匀，加热升温至70-90℃，然后再加入50-100ppm铂催化剂于70-90℃反应6-12h，反应结束，在绝对压力为60-260mmHg、温度为80-90℃条件下减压脱低沸10-30min，得无色-浅棕色透明液体，即结构如式(A)-(D)所示、反应性全氟烷基取代烷氧基硅氧烷低聚体，记作RfSi。
式中，R＝-CH3,-C2H5；Rf为全氟烷基或含有全氟烷基的有机基团，例如含有6-56个C原子的全氟烷基、全氟芳基、全氟烷基取代的芳烃基或全氟聚醚基团，优先选取Rf＝-C6F13,-C8F17,-C6F5,-C6H4OCH2C6F13,-C6H4CH2OC2H4C6F13,-CH2OC2H4C6F13,-CH2OC2H4C8F17，-CH2O(C3F6O)6-18CF3等。
2)低表面能、疏水疏油性氟硅树脂的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的三颈瓶中，按RfSi:正硅酸酯(TOS):1,2-双(三烷氧基硅基)乙烷(BTRSE)的摩尔比为1:1-10:0.01-0.1的比例依次称取RfSi、TOS、BTRSE以及三者(RfSi、TOS和BTRSE)总质量3-10倍的氟醇溶剂，机械搅拌混合均匀，然后加热升温至35-60℃，再加入酸催化剂调体系pH＝3-4，然后再滴加入计量去离子水，并于35-60℃进行水解缩聚反应6-24h。反应结束，控温70-100℃先常压回收氟醇溶剂，再在绝对压力为60-260mmHg条件下蒸除残留低沸物，所得产物——粘稠液体或玻璃体，即为氟硅树脂，记作FPOS。
3)氟硅树脂在触摸屏防污防指纹方面的应用
取0.1-0.3g氟硅树脂FPOS，用氟硅树脂的良溶剂溶解并稀释至含固量为0.1-0.3％，再加入0.025-0.05g钛酸酯偶联剂及0.025-0.075g有机锡催化剂搅拌混匀，得透明液体，即玻璃表面防污防指纹喷涂用FPOS树脂液。
所述FPOS树脂液的应用为：取钢化触摸屏玻璃，先等离子蚀刻20-30s(YZD08-5C等离子清洗机，唐山燕赵科技研究院生产，功率为200W，电压220V，主频40KHz，电流1.8A，气体使用空气，流速为500mL/s)，再将玻璃固定在喷涂支架上，然后用压力为0.5MPa、口径(Φ)为0.8mm的喷枪将FPOS树脂液均匀喷涂在触摸屏玻璃表面，控制喷涂液用量以使涂膜厚度为2-3nm，然后将喷涂后的玻璃先于20-30℃放置3-5min、再在120-150℃固化25-30min，所得样品，即氟硅树脂处理后的防污防指纹玻璃。
所述的全氟烷基取代的α-烯烃(RfV)，是指分子结构中既含有全氟烷基或全氟芳基基团、又含有α-烯基的烯类有机化合物，主要包括含6-56碳原子的全氟烷基乙烯、全氟烷基烯丙氧基醚、4-全氟烷基苯乙烯、4-全氟烷氧基苯乙烯、五氟苯乙烯、对全氟烷氧甲撑苯乙烯以及烯丙氧基全氟聚醚油等，优先选取的全氟烷基取代的α-烯烃为：全氟己基乙烯(又名十三氟-1-辛烯)、全氟辛基乙烯(又名十七氟-1-癸烯)、全氟癸基乙烯、全氟癸乙基烯丙基醚、2,3,4,5,6-五氟代苯乙烯、Mn为1000-3000的烯丙氧基全氟聚醚、4-全氟己基苯乙烯、4-十三氟己氧甲撑苯乙烯，4-(1H,1H,2H,2H-全氟辛氧甲撑)苯乙烯等。
所述的Si-H键官能度≥2的含氢硅氧烷低聚体，主要为四甲基二硅氧烷、1,3,5,7-四氢-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(D4 H)或二者任意比例的混合物。
所述的乙烯基三烷氧基硅烷，主要包括乙烯基三甲氧基硅烷(MTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷(MTES)。
所述的铂催化剂，一般为六氯合铂酸或小分子烯基硅氧烷低聚体与铂所形成的络合物，如KP22(二乙烯基四甲基二硅氧烷络铂)、KP23(二乙烯基四苯基二硅氧烷络铂)等，用量(折合成氯铂酸)为50-100ppm。
所述的正硅酸酯，主要为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯。
所述的1,2-双(三烷氧基硅基)乙烷(BTRSE)，主要为1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)、1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷(BTMSE)。
所述的氟醇溶剂，为三氟乙醇、六氟异丙醇或二者任意比例的混合物。
所述的酸催化剂为无机强酸、水溶性有机强酸以及溶于水后经水解能产生强酸性的盐类，包括浓盐酸、浓硫酸、苯磺酸、对甲基苯磺酸、三氟乙酸、AlCl3-HCl溶液、NH4Cl水溶液等。
所述的去离子水，用量以使体系中H2O与Si-OR的摩尔比控制为1.2-1.5:1。
所述的氟硅树脂的良溶剂，一般选取对氟硅树脂具有良好溶解能力且挥发性适中的酮、氢氟醚、醇醚、醇醚酯、氯代烃或芳烃等溶剂，主要包括丙酮、甲基异丁基酮、四氢呋喃、氯仿、六氟异丙基甲醚、九氟丁基甲基醚、九氟丁基乙基醚等。
所述的钛酸酯偶联剂为钛酸异丙酯；所述的有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二正辛酸二丁基锡等。
本发明的有益效果体现在：
本发明利用全氟烷基取代α-烯烃、乙烯基三烷氧基硅烷与Si-H键官能度≥2的含氢硅氧烷低聚体的硅氢化加成反应先合成低表面能、疏水疏油性全氟烷基取代烷氧基硅氧烷低聚体RfSi，然后再将RfSi与纳米硅源——正硅酸酯、1,2-双(三烷氧基硅基)乙烷水解共缩聚，从而合成了兼有防水防油与纳米特性的氟硅防指纹树脂(FPOS)；进一步，在氟硅树脂的良溶剂中，将FPOS与钛酸酯偶联剂、有机锡催化剂复配制成防污防指纹涂料，喷涂在等离子处理后的触摸屏玻璃表面，不仅使玻璃表面水的接触角达到了100°-116.2°、环己烷的接触角达到58.3°-72°、涂膜的硬度可达到2H、耐磨次数达到了2570-3010次，而且玻璃表面滑爽、无油腻感，表现出了良好的防污防指纹效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不仅限于以下实施例。
实施例1
(1)反应性全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体RfSi-1的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的50mL三颈瓶中，将4.46g(0.01mol)十七氟-1-癸烯(Rf17V)、1.90g(0.01mol)乙烯基三乙氧基硅烷(MTES)与1.34g(0.01mol)四甲基二硅氧烷(D2H，含Si-H 0.02mol，Si-H键官能度为2的含氢硅氧烷低聚体)混合[n(Rf17V)：n(MTES):n(Si-H)摩尔比＝1:1:2]，机械搅拌混匀，加热升温至70℃，再加入50ppm络合铂催化剂KP22于70℃反应10h，然后在绝对压力为60mmHg、温度为90℃条件下减压脱低沸10min，得浅棕色透明液体，即结构如式(A)所示、R＝-C2H5，Rf＝-C8F17的全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体——1-十七氟癸乙基-2-(三乙氧硅乙基)四甲基二硅氧烷，记作RfSi-1。
2)低表面能、疏水疏油性氟硅树脂的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的三颈瓶中，按RfSi-1:正硅酸乙酯(TEOS):1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)的摩尔比为1:10:0.01的比例将依次称取的7.70g(0.01mol)RfSi-1、20.8g(0.1mol)TEOS、0.035g(0.0001mol)1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)以及三者总质量3倍(亦即85.60g)的三氟乙醇，机械搅拌混合均匀，然后加热升温至60℃，加入浓盐酸调体系pH约为4后再加入9.3g去离子水(H2O:Si-OR摩尔比＝1.2:1)，然后于60℃进行水解缩聚反应12h。反应结束，控温85℃先常压回收三氟乙醇，再在绝对压力为200mmHg条件下减压蒸除残留低沸物，所得产物即为氟硅树脂，记作FPOS-1。
3)氟硅树脂在触摸屏玻璃防污防指纹方面的应用
取0.1g FPOS-1，用丙酮溶解并稀释至含固量为0.1％，再加入约0.05g钛酸异丙酯以及约0.05g二醋酸二丁基锡，搅拌混匀，得透明液体，即玻璃表面防污防指纹喷涂用FPOS-1树脂液。
另取钢化触摸屏玻璃，先等离子蚀刻30s，再将玻璃固定在喷涂支架上，然后，用喷枪在压力为0.5MPa、口径(Φ)为0.8mm条件下将FPOS-1树脂液均匀喷涂在触摸屏玻璃表面，控制喷涂液量以使涂膜厚度控制在2-3nm，然后将喷涂后玻璃先在20℃放置5min、再在150℃固化25min，所得样品，即FPOS-1处理后的防污防指纹玻璃，记作FPOS-1@玻璃。
实施例2
(1)反应性全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体RfSi-2的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的50mL三颈瓶中，将准确称取的13.38g(0.03mol)十七氟-1-癸烯(Rf17V)、1.90g(0.01mol)乙烯基三乙氧基硅烷(MTES)与24.05g(0.01mol)四甲基环四硅氧烷(D4 H，含Si-H 0.04mol，Si-H键官能度为4的含氢硅氧烷低聚体)混合[n(Rf17V)：n(MTES):n(Si-H)摩尔比＝3:1:4]，机械搅拌混匀，加热升温至90℃，再加入100ppm络合铂催化剂KP22于90℃反应6h，然后在绝对压力为260mmHg、温度为90℃条件下减压脱低沸30min，得浅棕色透明液体，即结构如式(B)所示、R＝-C2H5，Rf＝-C8F17的全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体——1-三乙氧硅乙基-3,5,7-三(十七氟癸基)-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷，记作RfSi-2。
2)低表面能、疏水疏油性氟硅树脂的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的三颈瓶中，按RfSi-2:正硅酸乙酯(TEOS):1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)的摩尔比为1:10:0.1的比例将依次称取的8.84g(0.005mol)RfSi-2、10.4g(0.05mol)TEOS、0.18g(0.0005mol)BTESE以及三者总质量5倍(亦即97.1g)的六氟异丙醇，机械搅拌混合均匀，然后加热升温至35℃，加入6％AlCl3-2M盐酸调体系pH＝3.0后再加入5.89g去离子水(H2O:Si-OR的摩尔比＝1.5:1)，然后于35℃进行水解缩聚反应24h。反应结束，控温70℃先常压回收六氟异丙醇，再在绝对压力为100mmHg条件下减压蒸除残留低沸物，所得产物即为氟硅树脂，记作FPOS-2。
3)氟硅树脂在触摸屏玻璃防污防指纹方面的应用
取0.3g的氟硅树脂FPOS-2，用六氟异丙基甲醚溶解并稀释至含固量为0.3％，再加入约0.05g钛酸异丙酯以及约0.05g二月桂酸二丁基锡，搅拌混匀，得透明液体，即玻璃表面防污防指纹喷涂用FPOS-2树脂液。
另取钢化触摸屏玻璃，先等离子蚀刻20s，再将玻璃固定在喷涂支架上，然后，用喷枪在压力为0.5MPa、口径(Φ)为0.8mm条件下将FPOS-2树脂液均匀喷涂在触摸屏玻璃表面，控制喷涂液量以使涂膜厚度控制在2-3nm，然后，将喷涂后玻璃先在30℃放置3min、再在120℃固化30min，所得样品即氟硅树脂FPOS-2处理后的触摸屏玻璃，记作FPOS-2@玻璃。
实施例3
(1)反应性全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体RfSi-3的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的50mL三颈瓶中，将准确称取的6.92g(0.02mol)全氟己基乙烯(Rf13V)、2.96g(0.02mol)乙烯基三甲氧基硅烷(MTMS)与24.05g(0.01mol)四甲基环四硅氧烷(D4 H，含Si-H 0.04mol，Si-H键官能度为4的含氢硅氧烷低聚体)混合[n(Rf13V)：n(MTMS):n(Si-H)摩尔比＝2:2:4]，机械搅拌混匀，加热升温至85℃，再加入80ppm络合铂催化剂KP22(二乙烯基四甲基二硅氧烷络铂)于85℃反应12h，然后在绝对压力为210mmHg、温度为85℃条件下减压脱低沸15min，得浅棕色透明液体，即结构如式(C)和(D)所示、R＝-CH3，Rf＝-C6F13的全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体——双(十三氟辛基)双(三乙氧基硅乙基)四甲基环四硅氧烷，记作RfSi-3。
2)低表面能、疏水疏油性氟硅树脂的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的三颈瓶中，按RfSi-3:正硅酸甲酯(TMOS):1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)的摩尔比为1:6.5:0.1的比例将依次称取的12.29g(0.01mol)RfSi-3、9.89g(0.065mol)TMOS、0.35g(0.001mol)1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷以及三者总质量9倍(亦即202.77g)的三氟乙醇/六氟异丙醇(质量比6:4)混合溶剂，机械搅拌混合均匀，然后加热升温至50℃，加入对甲基苯磺酸水溶液调体系pH约为4.0后再加入7.63g去离子水(H2O:Si-OR摩尔比＝1.3:1)，然后于50℃进行水解缩聚反应15h。反应结束，控温100℃先常压回收三氟乙醇和六氟异丙醇，再在绝对压力为150mmHg条件下减压蒸除残留低沸物，所得产物即为氟硅树脂，记作FPOS-3。
3)氟硅树脂在触摸屏玻璃防污防指纹方面的应用
取0.2g的氟硅树脂FPOS-3，用甲基九氟丁醚溶解并稀释至含固量为0.2％，再加入约0.05g钛酸异丙酯以及约0.05g二月桂酸二丁基锡，搅拌混匀，得透明液体，即玻璃表面防污防指纹喷涂用FPOS-3树脂液。
取钢化触摸屏玻璃，先等离子蚀刻25s，再将其固定在喷涂支架表面，然后，用喷枪在压力为0.5MPa、口径(Φ)为0.8mm条件下将FPOS-3树脂液均匀喷涂在触摸屏玻璃表面，控制喷涂液量以使涂膜厚度控制在2-3nm，然后，将喷涂后的玻璃先在25℃放置4min、再在130℃固化28min，所得样品即氟硅树脂FPOS-3处理后的触摸屏玻璃，记作FPOS-3@玻璃。
实施例4
(1)反应性全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体RfSi-4的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的50mL三颈瓶中，将准确称取的3.88g(0.02mol)2,3,4,5,6-五氟苯乙烯(Rf5V)、2.96g(0.02mol)乙烯基三甲氧基硅烷(MTMS)与2.68g(0.02mol)四甲基二硅氧烷(D2H，含Si-H 0.04mol，Si-H键官能度为2的含氢硅氧烷低聚体)混合[三者摩尔比n(Rf5V)：n(MTMS):n(Si-H)＝1:1:2]，机械搅拌混匀，加热升温至70℃，再加入70ppm六氯合铂酸于70℃反应12h，然后在绝对压力为160mmHg、温度为85℃条件下减压脱低沸12min，得无色透明液体，即结构如式(A)所示、R＝-C2H5，Rf＝-C6F5的全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体——1-五氟苯基-2-(三乙氧硅乙基)四甲基二硅氧烷，记作RfSi-4。
2)低表面能、疏水疏油性氟硅树脂的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的三颈瓶中，按RfSi-4:正硅酸乙酯(TEOS):1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷(BTMSE)的摩尔比为1:1:0.05的比例将依次称取的10.36g(0.02mol)RfSi-4、4.16g(0.02mol)TEOS、0.27g(0.001mol)1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷以及三者总质量5倍(亦即74.35g)的三氟乙醇，机械搅拌混合均匀，然后加热升温至45℃，加入三氟乙酸调体系pH＝4.0后再加入3.41g去离子水(H2O:Si-OR摩尔比＝1.3:1)，然后于45℃进行水解缩聚反应6h。反应结束，控温85℃先常压回收三氟乙醇，再在绝对压力为260mmHg条件下减压蒸除残留低沸物，所得产物即为氟硅树脂，记作FPOS-4。
3)氟硅树脂在触摸屏玻璃防污防指纹方面的应用
取0.15g的氟硅树脂FPOS-4，用九氟丁基甲基醚溶解并稀释至含固量为0.15％，再加入约0.05g钛酸异丙酯以及约0.025g二正辛酸二丁基锡，搅拌混匀，得透明液体，即玻璃表面防污防指纹喷涂用FPOS-4树脂液。
取钢化触摸屏玻璃，先等离子蚀刻28s，再将其固定在喷涂支架上，然后，用喷枪在压力为0.5MPa、口径(Φ)为0.8mm条件下将FPOS-4树脂液均匀喷涂在触摸屏玻璃表面，控制喷涂液量以使涂膜厚度控制在2-3nm，然后将喷涂后的玻璃先在30℃放置3min、再在145℃固化30min，所得样品即为氟硅树脂FPOS-4处理后的触摸屏玻璃，记作FPOS-4@玻璃。
实施例5
(1)反应性全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体RfSi-5的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的50mL三颈瓶中，将准确称取的4.8g(0.01mol)4-(1H,1H,2H,2H-全氟辛氧甲撑)苯乙烯、1.90g(0.01mol)乙烯基三乙氧基硅烷(MTES)与1.34g(0.01mol)四甲基二硅氧烷(D2H，含Si-H 0.02mol，Si-H键官能度为2的含氢硅氧烷低聚体)混合[三者摩尔比n(Rf13phV):n(MTES):n(Si-H)＝1:1:2]，机械搅拌混匀，加热升温至70℃，再加入80ppm络合铂催化剂KP23于70℃反应10h，然后在绝对压力为160mmHg、温度为90℃条件下减压脱低沸15min，得无色透明液体，即结构如式(A)所示、R＝-C2H5，Rf＝-C6H4CH2OC2H4C6F13的全氟烷基取代的烷氧基硅氧烷低聚体——1-(全氟辛基氧甲撑苯乙基)-2-三乙氧硅乙基四甲基二硅氧烷，记作RfSi-5。
2)低表面能、疏水疏油性氟硅树脂的合成
在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器的三颈瓶中，按RfSi-5:正硅酸乙酯(TEOS):1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)的摩尔比为1:4:0.1的比例将依次称取的12.06g(0.015mol)RfSi-5、12.49g(0.06mol)TEOS、0.53g(0.0015mol)1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷以及三者总质量6倍(亦即150.49g)的三氟乙醇，机械搅拌混合均匀，然后加热升温至55℃，加入浓盐酸调体系pH＝3.5后再加入7.40g去离子水(H2O:Si-OR摩尔比＝1.4:1)，然后于55℃进行水解缩聚反应10h。反应结束，控温80℃先常压回收三氟乙醇，再在绝对压力为200mmHg条件下减压蒸除残留低沸物，所得产物即为氟硅树脂，记作FPOS-5。
3)氟硅树脂在触摸屏玻璃防污防指纹方面的应用
取0.2g的氟硅树脂FPOS-5，用九氟丁基乙基醚溶解并稀释至含固量为0.2％，再加入约0.05g钛酸异丙酯以及约0.075g二醋酸二丁基锡，搅拌混匀，得透明液体，即玻璃表面防污防指纹喷涂用FPOS-5树脂液。
取钢化触摸屏玻璃，先等离子蚀刻30s，再将其固定在喷涂支架上，然后，用喷枪在压力为0.5MPa、口径(Φ)为0.8mm条件下将FPOS-5树脂液均匀喷涂在触摸屏玻璃表面，控制喷涂液量以使涂膜厚度控制在2-3nm，然后，将喷涂后玻璃先在25℃放置3min、再在150℃固化30min，所得样品即为氟硅树脂FPOS-5处理后的触摸屏玻璃，记作FPOS-5@玻璃。
取实施例1-5氟硅树脂处理后的触摸屏玻璃，防水性以水在玻璃表面的静态接触角(θH2O)表示，用接触角测量仪(JC 2000C)在25±2℃进行测定，液滴大小为5μL；防油性，以环己烃在玻璃表面的静态接触角(θoil)表示，用接触角测量仪(JC 2000C)在25±2℃进行测定；固化后涂膜的硬度，参照GB/T 6739-93方法用QHQ-A型铅笔硬度计测定；而固化后涂膜的耐磨性能，用橡皮-酒精耐摩擦牢度仪测定，结果见表1。
表1.氟硅树脂PFOS处理的触摸屏玻璃的性能
处理后的触摸屏玻璃表面光滑、指纹易用眼镜布擦拭除去。

Claims (7)

1.氟硅防污防指纹树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)疏水疏油性全氟烷基取代烷氧基硅氧烷低聚体的合成
将乙烯基三烷氧基硅烷及Si-H键官能度≥2的含氢硅氧烷低聚体与全氟烷基取代的α-烯烃或分子结构中同时含有全氟芳基和α-烯基的烯类有机化合物搅拌混匀得混合物A，将混合物A加热升温至70-90℃后向混合物A中加入铂催化剂，然后于70-90℃反应6-12h，反应结束后在绝对压力为60-260mmHg、温度为80-90℃条件下减压脱除低沸物10-30min，得透明液体，即疏水疏油性全氟烷基取代烷氧基硅氧烷低聚体，记作RfSi；所述含氢硅氧烷低聚体的Si-H键:全氟烷基取代的α-烯烃:乙烯基三烷氧基硅烷的摩尔比为2-4:1-3:1-2；
2)疏水疏油性氟硅树脂的合成
按RfSi:正硅酸酯:1,2-双(三烷氧基硅基)乙烷的摩尔比为1:1-10:0.01-0.1的比例将称取的RfSi、正硅酸酯及1,2-双(三烷氧基硅基)乙烷与氟醇溶剂搅拌混匀得混合物B，将混合物B加热升温至35-60℃后向混合物B中再依次加入酸催化剂调体系pH＝3-4及水，然后于35-60℃条件下进行水解缩聚反应6-24h，反应结束后于70-100℃先常压回收氟醇溶剂、再在绝对压力为60-260mmHg条件下减压除低沸物，所得产物即为疏水疏油性氟硅树脂，记作FPOS；
所述的疏水疏油性全氟烷基取代烷氧基硅氧烷低聚体选自如式(A)-(D)所示结构中的一种或多种的混合物：
式中，R选自-CH3或-C2H5，Rf选自全氟烷基或含全氟烷基的有机基团；
所述的乙烯基三烷氧基硅烷选自乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷；
所述的Si-H键官能度≥2的含氢硅氧烷低聚体选自四甲基二硅氧烷、1,3,5,7-四氢-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷或二者任意比例的混合物。
2.根据权利要求1所述氟硅防污防指纹树脂的制备方法，其特征在于：还包括以下步骤：将0.1-0.3g FPOS溶解并稀释至含固量为0.1-0.3％得稀释液，向稀释液中加入0.025-0.05g钛酸酯偶联剂及0.025-0.075g有机锡催化剂后搅拌混匀，得透明液体，即玻璃表面防污防指纹喷涂用FPOS树脂液。
3.根据权利要求1或2所述氟硅防污防指纹树脂的制备方法，其特征在于：所述的全氟烷基取代的α-烯烃为分子结构中同时含有全氟烷基和α-烯基的烯类有机化合物。
4.根据权利要求1或2所述氟硅防污防指纹树脂的制备方法，其特征在于：所述的正硅酸酯选自正硅酸乙酯或正硅酸甲酯；所述的1,2-双(三烷氧基硅基)乙烷选自1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷或1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷；所述的氟醇溶剂选自三氟乙醇、六氟异丙醇或二者任意比例的混合物，氟醇溶剂用量为RfSi、正硅酸酯及1,2-双(三烷氧基硅基)乙烷三者总质量3-10倍。
5.根据权利要求1或2所述氟硅防污防指纹树脂的制备方法，其特征在于：所述的酸催化剂选自无机强酸、水溶性有机强酸或溶于水后经水解能产生强酸性的盐类；所述的水的用量以使体系中H2O与Si-OR的摩尔比为1.2-1.5:1。
6.根据权利要求2所述氟硅防污防指纹树脂的制备方法，其特征在于：溶解疏水疏油性氟硅树脂的溶剂选自酮、氢氟醚、醇醚、醇醚酯、氯代烃或芳烃；所述的钛酸酯偶联剂选自钛酸异丙酯；所述的有机锡催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或二正辛酸二丁基锡。
7.一种如权利要求1所述的氟硅防污防指纹树脂的制备方法所制备的氟硅防污防指纹树脂在触摸屏玻璃防污防指纹中的应用，其特征在于：通过在触摸屏玻璃表面喷涂FPOS并固化，使触摸屏玻璃获得防污防指纹效果，具体包括以下步骤：
1)将0.1-0.3g FPOS溶解并稀释至含固量为0.1-0.3％得稀释液，向稀释液中加入0.025-0.05g钛酸酯偶联剂及0.025-0.075g有机锡催化剂后搅拌混匀，得透明液体，即玻璃表面防污防指纹喷涂用FPOS树脂液；
2)将所述的FPOS树脂液喷涂在经等离子蚀刻的触摸屏玻璃表面，控制喷涂液量以使涂膜厚度为2-3nm，将喷涂后的触摸屏玻璃先在20-30℃放置3-5min、再在120-150℃固化25-30min。
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