CN1105366A - 烷基锡化合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通式SnR1aR2bR3c所示的
化合物及其制备方法，其中R1为具有1-4个碳原子的烷
基，R2为乙酸基，R3为三氟乙酸基，而且a的值
为1或2，b的值为1或2，c的值为1或2，前提是a+b+c＝4，及
一种供在玻璃、玻璃陶瓷和/或搪瓷表面上制作导电并反射红
外线、掺杂氟的氧化锡层用的料剂，该料剂含有溶于有机极
性溶剂的通式SnR1aR2bR3c所示化合物或该
化合物的混合物。
Description
本发明涉及一些具有乙酸基和三氟乙酸基的新颖烷基锡化合物及其制备方法。本发明还涉及在玻璃、玻璃陶瓷或搪瓷表面上形成导电性和红外线反射层用的、含有这些新颖锡化合物的料剂（material）。
人们知道，玻璃表面上掺杂氟的导电性氧化锡膜层不仅降低所镀覆表面的电阻，而且还提高对红外线的反射性。为了制备这种覆层，人们将合适的锡化合物（基料化合物）连同一种释放氟的化合物（掺杂剂）一起，与加热到400-800℃的玻璃表面接触。在玻璃、玻璃陶瓷或搪瓷的表面上，基料化合物形成一层结合良好的氧化锡膜层。从掺杂剂中释放出来的氟，提高了导电性，并导致对红外线的高反射性。
喷上合适的含锡和含氟的溶液，以在表面上镀覆掺杂氟的氧化锡膜层，这是工艺上特别简单的做法。
德国专利申请公开说明书DE2246193中记述了一种在玻璃表面上制备导电性透明氧化锡膜的方法。其中，使用有机锡的三氟乙酸盐溶于甲乙基酮所形成的溶液。对于制备所用溶液而言，需要进行较多高成本工艺步骤。按该方法制得的羧酸锡中，氟含量太高，但这是由分子结构所决定的。氟掺杂得过多，则会导致红外线反射性和导电性都明显变差。
德国专利申请公开说明书DE3915232中记载了一种方法，其是将三氟乙酸与烷基锡氧化物的反应产物溶于有机溶剂中，所形成的溶液涂在加热到400-700℃的表面上来制备掺杂氟的反射红外线的导电性氧化锡膜层。在该方法中，将乙酸乙酯和/或甲乙基酮用作溶剂。但是，所产生的加成产物不具有储存稳定性。正如专业人员所知，极性强的低级醇如乙醇或异丙醇能使涂层均匀，无光学缺陷，但是对于这些化合物来说，使用起来就不可能理想。
欧洲专利申请公开说明书EP0318486中记载了乙酸三氟乙酸氯化锡（chloro-tin acetate trifluoroacetates）。这些化合物是用一种费用昂贵的多步法来制备的。用这些化合物制得的200nm厚的氧化锡层，其红外线反射率为70%数量级，表面电阻率为40欧/平方。但是这些物质的主要缺点是有氯存在。热解时生成的物质中，有氯化氢气体，它能腐蚀材料，而且对健康有害。
本发明赖以为基础的目的是，寻找到一类新的烷基锡化合物，它们溶于极性有机溶剂，优选为低级脂族醇或酮，不需另外的掺杂剂，就可将用这些化合物在玻璃，玻璃陶瓷及搪瓷表面上所形成的氧化锡层的表面电阻减到最小程度，并使红外线反射达到最大程度。这些产品应当具有长期储存稳定性。这些产品应当不含氯。
这些特性出乎预料地可在根据本发明符合通式
SnR1 aR2 bR3 c
的新的锡化合物中找到，式中：
R1是具有1-4个碳原子的烷基，
R2是乙酸基，
R3是三氯乙酸基，以及
a的值为1或2，
b的值为1或2，
c的值为1或2，
前提条件是，a+b+c＝4。
R1是具有1-4个碳原子的烷基，优选为丁基。
本发明化合物的例子为
C4H9-Sn（CH3COO）2CF3COO、（C4H9）2-Sn（CH3COO）CF3COO，（C3H7）-Sn（CH3COO）2CF3COO。
优先选用锡上只连有一个烷基的化合物。
本发明的另一个主题是本发明化合物的制备方法，其特征在于，在冷却条件下，将乙酸酐和三氟乙酸酐以已知的方式，按所需摩尔比加到烷基锌氧化物中，添加时使反应温度不超过90℃，并在反应物添加完毕后，使反应在80-90℃的温度下，在2-6小时的时间内进行完全。
本发明还涉及一种在玻璃、玻璃陶瓷和/或搪瓷表面上制备掺杂氟的、能导电并反射红外线的氧化锡膜层用的料剂，其特征在于，其中含有溶于有机极性溶剂的通式
Sn1aRb2Rc3
所示化合物或该类化合物的混合物，而且所述混合物符合平均通式
SnR1 aR2 bR3 c，
式中x为1至2的数值，y为0.1至2.9的数值，z为0.1至2.9的数值，并且x+y+z＝4。
该料剂优选是含有该类锡化合物的混合物，其中x的数值为1，y的数值为0.5-2.0，z的数值为0.5-2.0，而且x+y+z＝4。
按照本发明，“混合物”的概念须理解成，相应于制备本发明化合物时的摩尔比，本发明的料剂中不只是含有一种本发明的新化合物，而是含有两种或两种以上本发明新化合物的混合物。下标x、y及z则说明烷基、乙酸基及三氟乙酸基的平均值，故而可采用小数。
本发明的料剂中的本发明化合物溶于有机极性溶剂。本发明料剂含有一种具有1-4个碳原子的脂族醇或一种具有2-8个碳原子的酮，作为有机极性溶剂。特别优先选用的溶剂是乙醇、异丙醇及丙酮。
本发明料剂优选含有40-60%（重量）的本发明化合物（混合物）及60-40%（重量）的有机溶剂。
为了形成所需的导电性红外线反射膜层，将本发明料剂以喷雾法，用已知的方式借助喷枪，使用压缩空气，喷到加热到400-800℃的玻璃、玻璃陶瓷或搪瓷表面上。经热分解作用，在这些表面上产生掺杂了氟的氧化锡膜层。膜层的厚度可在100nm及2μm之间变化。按本发明方法制得的膜层，以其高透明度为特征。在2.5及15μm之间的波长范围内，总的红外线反射率大于80%。
在下列实施例中，详细阐述了制备方法和应用方法。
实施例1
在装有KPG搅拌器的1升多颈烧瓶中，称入248.9g二丁基锡氧化物（dibutyl tinoxide）。在缓慢搅拌下，滴加51.1g乙酸酐和105g三氟乙酸酐（x＝2，y＝1，z＝1）。反应强烈放热，此时须注意，不要使反应温度超过90℃。滴加完毕后，再在80-90℃下继续加热4小时，以使反应进行完全。
在如此制得的几近透明的产物中，掺入一些助滤剂及活性炭，借助压滤器使之滤过AF2000滤板。
将透明产物以50%乙醇溶液的形式喷到预先在约700℃炉温下加热5分钟的玻璃平板（160mm×180mm×6mm）上。在喷涂量为7ml时，涂覆后的玻璃板具有下列性能值：
表面电阻率：11欧姆/平方，
红外线反射率：87%，
膜层厚度：750nm。
实施例2
在装有KPG搅拌器的250ml多颈烧瓶中，称入149.4g二丁基锡氧化物。在缓慢搅拌下，滴加21.5g乙酸酐及84.0g三氟乙酸酐（x＝2，y＝1.3，z＝0.7）。反应强烈放热，此时须注意，不要使反应温度超过90℃。滴加完毕后，再在80-90℃下继续加热4小时，以使反应完全。
在如此制得的几近透明的产物中，掺入一些助滤剂及活性炭，借助压滤器使之滤过AF2000滤板。
将透明的产物以50%乙醇溶液形式，喷到预先在约700℃炉温下加热5分钟的玻璃平板（140mm×180mm×6mm）上。
喷涂量为7ml时，涂覆过的玻璃板具有下列性能值：
表面电阻率：26欧姆/平方，
红外线反射率：75%，
涂层厚度：1130nm。
实施例3
在装有KPG搅拌器的250ml多颈烧瓶中称入149.4g二丁基锡氧化物。在缓慢搅拌下，滴加40.8乙酸酐和42.0g三氟乙酸酐（x＝2，y＝0.7，z＝1.3）。反应强烈放热，此时须注意，不要使反应温度超过90℃。滴加完毕后，在80-90℃下继续加热4小时，使反应进行完全。
在如此制得的几近透明的产物中，掺加一些助滤剂和活性炭，借助压滤器使之滤过AF2000滤板。
将透明的产物以50%乙醇溶液的形式，喷到预先在约700℃炉温下加热5分钟的玻璃平板（160mm×180mm×6mm）上。
喷涂量为10ml时，涂覆过的玻璃板具有下列性能值：
表面电阻率：53欧姆/平方，
红外线反射率：60%，
涂层厚度：1100nm。
实施例4
在装有KPG搅拌器的250ml多颈烧瓶中，称入104.4g单丁基锡氧化物（monobutyl tin oxide）。在缓慢搅拌下，滴加40.3g乙酸酐和78.8g三氟乙酸酐（x＝1，y＝1.5，z＝1.5）。反应强烈放热，此时须注意，不要使反应温度超过90℃。滴加完毕后，在80-90℃下继续加热4小时，使反应进行完全。
在如此制得的几近透明的产物中，掺加一些助滤剂和活性炭，借助压滤器使之滤过AF2000滤板。
将透明的产物以50%乙醇溶液的形式，喷涂到预先在约700℃炉温下加热5分钟的玻璃平板（160mm×180mm×6mm）上。
喷涂量为7ml时，涂覆过的玻璃板具有下列性能值：
表面电阻率：79欧姆/平方，
红外线反射率：51%，
涂层厚度：840nm。
实施例5
在装有KPG搅拌器的250ml多颈烧瓶中，称入104.4g单丁基锡氧化锡。在缓慢搅拌下，滴加26.9g乙酸酐及150.0g三氟乙酸酐（x＝1，y＝1，z＝2）。反应强烈放热，此时须注意，不使反应温度超过90℃。滴加完毕后，在80-90℃下继续加热4小时，以使反应进行完全。
将如此制得的几近透明的产物以50%异丙醇溶液的形式，喷涂到预先在约700℃炉温下加热5分钟的玻璃平板（160mm×180mm×6mm）上。
喷涂量为7ml时，涂覆后的玻璃板具有下列性能值：
表面电阻率：75欧姆/平方，
红外线反射率：50%，
涂层厚度：840nm。
实施例6
在装有KPG搅拌器的250ml多颈烧瓶中，称入104.4g单丁基锡氧化物。边缓慢搅拌边滴加53.7g乙酸酐和52.5g三氟乙酸酐（x＝1，y＝2，z＝1）。反应强烈放热，此时须注意，务必不使反应温度超过90℃。滴加完毕后，在80-90℃下继续加热4小时，以使反应完全。
在如此制得的几近透明的产物中，掺加一些助滤剂和活性炭，并借助压滤器使之滤AF2000滤板。
将透明的产物以70%丙酮溶液的形式，喷涂到预先在约700℃炉温下加热过5分钟的玻璃平板（160mm×180mm×6mm）上。
喷涂量为5ml时，涂覆过的玻璃板具有下列性能值：
表面电阻率：87欧姆/平方，
红外线反射率：49%，
涂层厚度：1100nm。
Claims (6)
1、通式SnR1aR2bR3c所示的化合物，其中
R1为具有1至4个碳原子的烷基，
R2为乙酸基，
R3为三氟乙酸基，以及
a的值为1或2，
b的值为1或2，
c的值为1或2，
前提条件是：a+b+c=4。
2、制备权利要求1所述化合物或其混合物的方法，其特征在于，在冷却条件下，将乙酸酐和三氟乙酸酐以已知的方式，按所需摩尔比加到烷基锌氧化物中，添加时使反应温度不超过90℃，并在反应物添加完毕后，使反应在80-90℃的温度下，在2-6小时的时间内进行完全。
3、在玻璃、玻璃陶瓷和/或搪瓷表面上制作导电性并反射红外线、掺杂氟的氧化锡层用的料剂，其特征在于该料剂含有溶于有机极性溶剂的通式
SnR1 aR2 bR3 c。
所示化合物或该类化合物的混合物，而且所述混合物符合平均通式
SnR1 aR2 bR3 c，
式中x为1至2的数值，y为0.1至2.9的数值，z为0.1至2.9的数值，并且x+y+z＝4。
4、权利要求3所述的料剂，其特征在于该料剂含有所述化合物的混合物，其中x的数值为1，y的数值为0.5-2.0，z的数值为0.5-2.0，并且x+y+z＝4。
5、权利要求3或4所述的料剂，其特征在于，所述有机极性溶剂包括一种具有1-4个碳原子的脂族醇或一种具有2-8个碳原子的酮。
6、权利要求3、4或5所述的料剂，其特征在于，该料剂含有40-60%（重量）所述锡化合物或所述锡化合物的混合物，及60-40%（重量）所述有机溶剂。
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