RU2767673C1 - Перфторированные разветвленные трихлорсилоксаны для омнифобизации поверхностей - Google Patents

Перфторированные разветвленные трихлорсилоксаны для омнифобизации поверхностей Download PDF

Info

Publication number
RU2767673C1
RU2767673C1 RU2020144340A RU2020144340A RU2767673C1 RU 2767673 C1 RU2767673 C1 RU 2767673C1 RU 2020144340 A RU2020144340 A RU 2020144340A RU 2020144340 A RU2020144340 A RU 2020144340A RU 2767673 C1 RU2767673 C1 RU 2767673C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compounds
proposed
compound
glass
trichlorosiloxanes
Prior art date
Application number
RU2020144340A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Биотех-Инновации"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Биотех-Инновации" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Биотех-Инновации"
Priority to RU2020144340A priority Critical patent/RU2767673C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2767673C1 publication Critical patent/RU2767673C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/30Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/12Organo silicon halides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

Изобретение относится к фторорганическим соединениям. Предложено соединение общей формулы I, где R=C7F15, R'=(CH2)3SiCl3. Предложено также применение указанного соединения. Технический результат – предложенные соединения формулы I являются омнифобизующими агентами и могут использоваться для обработки стекол (в т.ч. автомобильных) в целях предотвращения осаждения на них влаги и грязи, обеспечения самоочистки под действием силы тяжести, тряски, ветра. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к области элементоорганической химии, в частности новым фторорганическим соединениям формулы I
Figure 00000001
где, R=C7F15, R'=(CH2)3SiCl3, (R и R' - радикалы нормального строения),
к указанным соединениям для применения в качестве составов для обработки, стекла, бетона, кирпича, что увеличивает их сопротивляемость к разрушению, загрязнению, растрескиванию. Отличительной особенностью разработанной технологии является формирование на поверхностях омнифобного покрытия, имитирующего поверхность лотоса, с помощью исключительно низкомолекулярных соединений, без использования наночастиц. Поверхность лотоса обладает особой рельефной, шероховатой структурой, что наделяет ее свойством отталкивать большинство загрязнений. Подобные нанонеровности дают возможность добиться эффекта самоочистки покрытия, когда с поверхности легко удаляются не только капли влаги, как в случае гидрофобности, но и многие другие загрязнения. Нанесение такого покрытия называется омнифобизацией.
Уровень техники.
В литературе имеется описание перфторорганических органосилоксанов как гидрофобизаторов и омнифобизаторов и способов их получения.
Известен способ [1] получения и тестирования перфторациламинотриалкилэтоксисиланов в гидрофобизации поверхности посредством взаимодействия соответствующих фторангидридов с метиловым спиртом и последующим замещением метильной группы амином, содержащим триалкилэтоксисилильную группу. Поверхности, обработанные полученными веществами, были более гидрофобны, чем поверхности, обработанные известными гидрофобизаторами ГКЖ-95 и Дисбоксан-450. Однако лотосоподобных свойств такие поверхности не приобретают.
В литературе описаны способы обработки поверхности для придания им свойств лотоса, когда гидрофобность обеспечивается наноструктурой поверхности.
Известен способ [2] получения покрытий методом золь-гель технологии, когда формирующиеся силоксановые наночастицы осаждаются на поверхность, формируя супергидрофобное покрытие.
Совмещения данных подходов - создания лотосоподобной поверхности путем ее химической модификации перфторорганическими соединениями в литературе не описано.
Раскрытие сущности изобретения.
Предлагаются новые соединения общей формулы I,
RCONHC(CH2OR')3
где, R=C7F15, R'=(CH2)3SiCl3, (R и R' - радикалы нормального строения).
Предлагается применение соединений формулы I как омнифобизаторов стекла. Способ применения - нанесение раствора омнифобизатора в петролейном эфире (или иных углеводородах) на омнифобизируюмую поверхность и растирание раствора по поверхности, выдерживание поверхности на воздухе 0.5 часа.
Осуществление изобретения.
N-перфтороктаноил-трис-триаллиловый эфир
К суспензии гидрида натрия (64 мг) добавляли раствор N-перфтороктаноил-триса (207 мг) в диметилформамиде (2,5 мл). Затем добавляли аллилбромид (173 мкл). Реакцию контролировали с помощью тонкослойной хроматографии, ТСХ, (гексан-этилацетат 1:1 с проявлением KMnO4).
Через 3 часа добавляли новую порцию NaH (32 мг), затем диметилформамид (1,5 мл) и аллилбромид (69 мкл). Через 1,5 ч изменений на ТСХ не наблюдается в смесь добавляли 50 мл воды и 40 мл гексана. Органический слой промывали водой (2×40 мл), сушили над сульфатом натрия и упаривали.
Остаток (приблизительно 220 мг) хроматографировали на силикагеле в смеси гексан-этилацетат (1:1).
Выход целевого продукта 56%.
N-перфтороктаноил-трис-триаллиловый эфир (120 мг) растворяли в безводном тетрагидрофуране (400 мкл). Раствор помещали в стеклянную ампулу на 2 мл и тетрагидрофуран откачивали под вакуумом. Затем добавляли трихлорсилан (350 мг). Ампулу продували аргоном, запаивали, погружали в масляную баню и нагревали до 200°C. Смесь выдерживали при этой температуре в течение 60 ч, охлаждали до комнатной температуры, замораживали в жидком азоте, открывали и немедленно откачивали все летучие примеси под вакуумом.
Продукт получен в виде прозрачного масла, чрезвычайно чувствительного к влаге. Выход целевого продукта 100%.
Строение подтверждали 1H, 13C, 19F ЯМР.
Полученное соединение формулы I, где R=C7F15, R'=(CH2)3SiCl3 (соединение II), обладает следующими свойствами:
- чрезвычайная гигроскопичность;
- чрезвычайная чувствительность к любым гидроксильным группам, в том числе поверхностным, за счет моментальной реакции хлорсилильных групп с гидроксильными группами;
- особым структурным свойством соединения II является разветвленность строения, наличие трех трихлорсилильных групп и возможность образовать с поверхностью сразу 9 ковалентных связей за счет наличия в составе трех трихлорсилановых групп, а длинные «мостики», ведущие от трихлорсилановых групп к перфторированному радикалу, чисто геометрически блокируют возможность сплошной модификации поверхности, создавая разреженный, неоднородный рельеф из перфторуглеродных цепочек, имитирующий наноструктуры лотоса (рисунок 1).
Проведение экспериментов по омнифобизации.
Омнифобизация стекол:
Раствор соединения II в концентрации 0.1 мг/мл в петролейном эфире наносился на стеклянную поверхность (стекло марки М1), после чего растирался войлоком до сухого состояния. Через 0.5 часа на стекло наносили капли воды с взвесью частиц каолинита (Al4[Si4O10](OH)8) 5% по массе (имитация загрязнения) и измеряли угол наклона при котором капля скатывается с поверхности (угол скатывания). Эта величина характеризует меру сцепления с поверхностью и, соответственно, усилие, необходимое для самоочистки поверхности под действием таких воздействий как сила тяжести, тряска, ветер. Сравнение проводили с необработанным стеклом, со стеклом обработанным 0.1% раствором перфтордеканолом, и со стеклом обработанным перфтордеканоилтрихлорсиланом - аналогом соединения II, но с одной трихлорсилильной группой. Результаты приведены в таблице 1.
Согласно данным таблицы 1, для соединения II характерен наименьший угол скатывания капель взвеси по сравнению с остальными гидрофобизаторами.
Таким образом, техническим результатом является достижение наименьшего усилия, которое требуется для самоочищения поверхности, например при движении или обдувании ветром (как пример - ветровое стекло автомобиля), по сравнению с аналогами.
Список литературы
1. A.A. Yarosh et al. Mendeleev Communications 2006, 16(3):190-192
2. European Patent EP 0772514, 15.2.96, Selfcleansing surfaces of objects and methods for the production thereof.
Таблица 1. Угол скатывания капли взвеси каолинита при обработке стекла различными составами
Figure 00000002
Таблица 2. Водопоглощение кирпича при его обработке различными составами
Figure 00000003

Claims (5)

1. Соединения общей формулы I
RCONHС(CH2OR`)3
I
где R= C7F15, R`=(CH2)3SiCl3
2. Применение соединений по п.1 для обработки стекол с целью нанесений грязезащитных покрытий, обеспечивающих их самоочищение под действием силы тяжести, тряски, ветра.
RU2020144340A 2020-12-31 2020-12-31 Перфторированные разветвленные трихлорсилоксаны для омнифобизации поверхностей RU2767673C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020144340A RU2767673C1 (ru) 2020-12-31 2020-12-31 Перфторированные разветвленные трихлорсилоксаны для омнифобизации поверхностей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020144340A RU2767673C1 (ru) 2020-12-31 2020-12-31 Перфторированные разветвленные трихлорсилоксаны для омнифобизации поверхностей

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767673C1 true RU2767673C1 (ru) 2022-03-18

Family

ID=80737381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020144340A RU2767673C1 (ru) 2020-12-31 2020-12-31 Перфторированные разветвленные трихлорсилоксаны для омнифобизации поверхностей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767673C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117701229A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 烟台隆达树脂有限公司 高硬度聚氨酯电子胶的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151151C1 (ru) * 1998-12-04 2000-06-20 Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Фторкремнийорганические соединения в качестве гидро- и олеофобных средств для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды
RU2344139C1 (ru) * 2007-12-03 2009-01-20 Институт синтетических полимерных материалов (ИСПМ) им. Н.С. Ениколопова РАН Кремнийорганические фторсодержащие функциональные соединения и способ их получения

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2151151C1 (ru) * 1998-12-04 2000-06-20 Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН Фторкремнийорганические соединения в качестве гидро- и олеофобных средств для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды
RU2344139C1 (ru) * 2007-12-03 2009-01-20 Институт синтетических полимерных материалов (ИСПМ) им. Н.С. Ениколопова РАН Кремнийорганические фторсодержащие функциональные соединения и способ их получения

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117701229A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 烟台隆达树脂有限公司 高硬度聚氨酯电子胶的制备方法
CN117701229B (zh) * 2024-02-05 2024-04-12 烟台隆达树脂有限公司 高硬度聚氨酯电子胶的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6506496B1 (en) Composition for providing a non-wettable coating, articles coated therewith, and methods for preparing the same
EP0703282B1 (en) Composition for surface treatment
CA1338641C (fr) Vitrage muni d'une couche antigivre
EP3312242B1 (en) Protective coating composition with mixed functionalities
US11208529B2 (en) Fluorinated ether compound, fluorinated ether composition, coating liquid, article and its production method
US20090087646A1 (en) Coated substrate, composition for treating a substrate and process of treatment
JP4128394B2 (ja) ポリシラザン含有コーティング膜の親水性促進剤及び親水性維持剤
US6776834B2 (en) Composition for treating substrate and process of treatment
US10975254B2 (en) Liquid coating compositions for use in methods for forming a superhydrophobic, superoleophobic or superamphiphobic layer
JPH08239653A (ja) 一体的下塗りを用いた撥水性表面処理
Widati et al. Water-repellent glass coated with SiO 2–TiO 2–methyltrimethoxysilane through sol–gel coating.
WO2002088269A1 (fr) Solution d'enduction anti-salissures contenant du polysilazane anorganique
RU2767673C1 (ru) Перфторированные разветвленные трихлорсилоксаны для омнифобизации поверхностей
Men et al. Novel transparent, liquid-repellent smooth surfaces with mechanical durability
CN105001728A (zh) 一种有机、无机复合罩面清漆
US20100136237A1 (en) Solvent for cleaning of organic thin film
US6706906B2 (en) Water repellent composition, surface-treated substrate, process for its production and article for transport equipment
US6599634B2 (en) Fluorine-containing organic silicon compound, water repellent composition containing it, and surface-treated substrate and process for its production
Dopierala et al. Alkyl-and fluoroalkyltrialkoxysilanes for wettability modification
CN115210295A (zh) 含氟醇复合物
US4847160A (en) Windshield made of glass having an anti-fogging effect with respect to oily organic substances
JP3385165B2 (ja) 撥水膜用塗布液の調製法及び撥水性ガラスの製法並びに撥水性ガラス
JP4527974B2 (ja) 表面処理組成物およびその方法
KR100233768B1 (ko) 발수유리 또는 발수세라믹의 제조 방법
CN108948829B (zh) 一种拨水拨油剂和拨水拨油汽车玻璃