一种全氟聚醚改性硅烷化合物及其表面处理组合物制造技术

本发明专利技术涉及全氟聚醚改性硅烷化合物及其表面处理组合物，所述全氟聚醚改性硅烷化合物结构如下：

A silane modified silane compound and its surface treatment composition

The present invention relates to a silane modified silane compound and a surface treatment composition thereof, wherein the structure of the silane modified silane compound is as follows:

【技术实现步骤摘要】
一种全氟聚醚改性硅烷化合物及其表面处理组合物
本专利技术涉及氟硅材料和表面处理技术，尤其是一种全氟聚醚改性硅烷化合物及其表面处理组合物。
技术介绍
随着智能手机和平板型终端快速普及，使用者用手指触碰显示面板进行操作时，要求提供优异的表面滑动性。同时，触摸面板容易被指印、皮肤油脂、汗水、化妆品等污染。为了获得较佳的爽滑性及防止指纹等污垢的粘附，在基材上使用了含氟化合物使其形成功能性薄膜。含氟化合物显示高润滑性、拒水拒油性等，因此适合用于表面处理剂。通过该表面处理剂赋予基材表面以拒水拒油性，则容易擦除基材表面的污垢，污垢的除去性提高。在现有技术中存在一些防污、污渍擦除、耐磨性和耐擦伤性的的表面处理剂。然而，它们的耐化学品性不足，使功能性薄膜的耐擦伤性、爽滑性及防水/油性、抗沾污性等性能随时间流逝而出现劣化。例如，日本审查专利公开第199429332号提出了一种防污的低反射塑料，其在表面上具有抗反射涂层，该抗反射涂层包含有聚氟烷基的甲氧基硅烷和乙氧基硅烷化合物以及卤素、烷基或烷氧基硅烷化合物。W02006/107083提出了一种表面处理组合物，所述组合物包含在氟聚合物链的末端具有烷氧基甲硅烷基官能团的有机硅化合物。该表面处理组合物提供了低表面能层，该低表面能层防止水分或污物附着在各种材料，尤其是抗反射膜等光学部件和玻璃的表面上。不过，通过现今己知的方法形成的防污涂层的防污性仍不够充分，特别是，当长期使用时它们的抗沾污性会明显降低。因此，需要开发具有优异防污性和优异耐久性的防污涂层。当使用聚硅氧硅氮烷化合物时，由于聚硅氧硅氮烷具有比碳氟化合物较大的表面能，初始防污性变差。此外，由于形成三维结构所需的官能团不足，结合力不够，形成的涂层因擦拭磨耗而被移除，进而造成接触角及抗沾污性能明显降低。若在分子结构两头各设计一个硅烷基，则基于立体障碍的影响，可能使涂层因为实际接口点位置的不当而无法与基材达到完全紧密性，进而产生爽滑性及拒油耐磨性容易变差的结果。可以预期，两个或多个硅烷官能基同时设计在分子的一端，而能降低及解决实际接口点位置不当的问题，将会比分置于两端性能更好。中国专利技术专利CN101456947B所公开的方案中，将两个硅烷基团置于同一边，但由于采用立体结构较为庞松及立体障碍较大的胺基酰胺基团，多重键合性的可能性降低，其发生化学键合后的处理剂片段与基材紧密性可能无法完全发挥，致使耐玷污性能的改善无法达到极大化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是克服现有技术存在的不足，提供一种高度耐久性的表面处理组合物。为实现以上的目的，本专利技术藉由分子设计出发，经过反复实验，发现若以含酰氟基的全氟聚醚化合物为起始物，先与烯丙基溴化镁反应，再与结构式(2)3-bromomethyl-penta-1,4-diene(CAS：10545-12-7)反应生成多烯丙基官能基化合物，最后与三甲氧基硅烷经氢硅加成反应，生成具多个官能基的最终产品。CH2＝CH-CH(CH2Br)-CH＝CH2(2)产品分子结构经由如此设计后，由于四个硅烷官能基的构建，使得产品的耐久性有了更好的保证，比较容易获得处理性能相当优越及爽滑性不错的抗指纹剂。具体方案如下：一种全氟聚醚改性硅烷化合物，其结构如下：其中，m，n为分别独立的数字，均为0以上，200以下整数，均优选为10以上，100以下的整数；a、b、c皆为独立数字，均为0以上，6以下整数，均优选0以上，5以下整数。进一步的，所述的全氟聚醚改性硅烷化合物结构如下：其中，m，n为分别独立的数字，为0以上，200以下整数，均优选为10以上，100以下的整数。一种包含所述的全氟聚醚改性硅烷化合物的表面处理组合物，该化合物包含其总重量的0.1％-20％所述全氟聚醚改性硅烷化合物和80％-99.9％的溶剂。进一步的，所述的溶剂为全氟丁基甲基醚、全氟丁基乙基醚、全氟己基甲基醚、氢氟醚中任意一种。通过涂布所述的表面处理组合物获得的薄膜。一种所述的薄膜的制备方法，即将所述的表面处理组合物稀释至千分之一的固含量浓度稀释液，之后涂布在基材上进行烘烤，冷却后获得所述的薄膜。进一步的，涂布方法为湿式涂布、物理气相沉积或化学气相沉积；任选的，所述烘烤的温度为80-150℃，烘烤的时间为10-60分钟，冷却终点为室温。一种所述的薄膜的用途，用作光学部件的防污层和显示器件的抗指纹层。进一步的，所述的光学部件包括抗反射膜、光学滤光片、光学镜片、眼镜镜片、分束器、棱镜和反射镜。进一步的，所述的显示器件包括手机盖片、计算机屏幕、电视屏幕。有益效果：本专利技术提供一种全氟聚醚改性硅烷化合物，该化合物可用于形成具有高度耐擦伤性、较佳爽滑性及优秀的防水/油性、抗沾污性的复合薄膜，尤其用在交互式物理触摸屏上具有巨大的商业价值。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术技术方案作进一步阐述。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例1合成全氟聚醚改性硅烷化合物(A)步骤(1-1)：全氟聚醚基酰氟与烯丙基溴化镁反应在安装有回流冷凝器、温度计、搅拌机、恒压漏斗的1L的四口烧瓶中加入分子链的一端具有酰氟基团(-C(＝O)-F)的含有全氟氧烷基的聚合物200g(平均分子量4000)、1,3-双(三氟甲基)苯200g，在氮气流下，在5℃搅拌30分钟。接着，缓慢滴加含有1mol/L的烯丙基溴化镁的四氢呋喃溶液250ml后，升温至45℃，在该温度搅拌4小时。然后，冷却至5℃，加入甲醇150ml后，升温至室温，过滤不溶物。接着，在减压下蒸馏除去挥发成分后，将不挥发成分用全氟己烷稀释，用分液漏斗进行3次利用甲醇的清洗操作。接着，在减压下蒸馏除去挥发成分，由此得到在一端具有羟基的含有氟代氧亚烷基的聚合物188g(产率94％)。具有羟基的含氟代氧亚烷基的聚合物(A-1)：上述分子结构是以1H-NMR分析确认。步骤(1-2):化合物(A-1)与烯丙基化合物反应在配有回流冷凝器、温度计、搅拌器、恒压漏斗的1L反应器中加入上述步骤(1-1)合成的含氟代氧亚烷基的聚合物(A-1)200g、1,3-双(三氟甲基)苯200g、24g的3-bromomethyl-penta-1,4-diene化合物(2)和0.34g四丁基硫酸氢铵，搅拌1小时。接着，添加30％氢氧化钠水溶液26.7g，然后在75℃下反应8小时。反应结束后冷却到室温，缓慢滴加66ml的10％盐酸水溶液。接着，通过分液操作分离出下层，用丙酮洗涤三次。得到190g(产率95％)的下式(A-2)的全氟聚醚基烯丙基化合物。上述分子结构是以1H-NMR分析确认。步骤(1-3):化合物(A-2)与三甲氧基硅烷进行硅氢加成反应在氮气条件下，向具有搅拌的500ml反应器中，分别加入100g上述步骤(1-2)合成的全氟聚醚基烯丙基化合物(A-2)、100克的NovecHFE7200氢氟醚(3M公司制)为反应溶剂、14.6克三甲氧基硅烷以及三乙酰氧基甲基硅烷和氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液，然后加热至70℃，在该温度下反应6小时，以TLC监控显示反应完全，并使用H1-NMR分析确认结构。上述合成得到的产品化合物(A)使用No本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全氟聚醚改性硅烷化合物，其特征在于：其结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种全氟聚醚改性硅烷化合物，其特征在于：其结构如下：其中，m，n为分别独立的数字，均为0以上，200以下整数，均优选为10以上，100以下的整数；a、b、c皆为独立数字，均为0以上，6以下整数，均优选0以上，5以下整数。2.根据权利要求1所述的全氟聚醚改性硅烷化合物，其特征在于：其结构如下：其中，m，n为分别独立的数字，为0以上，200以下整数，均优选为10以上，100以下的整数。3.一种包含权利要求1所述的全氟聚醚改性硅烷化合物的表面处理组合物，其特征在于：包含其总重量的0.1％-20％权利要求1所述全氟聚醚改性硅烷化合物和80％-99.9％的溶剂。4.根据权利要求3所述的表面处理组合物，其特征在于：所述的溶剂为全氟丁基甲基醚、全氟丁基乙基醚、全氟己基甲基醚、氢氟醚中任意一种。5.通过涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹贤根，程思聪，
申请(专利权)人：龙岩思康特种化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35