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 perfluoropolyether modified silane compound and its surface treatment composition

The present invention relates to perfluoro polyether modified silane compound and its surface treatment composition, and the structure of the perfluoro polyether 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
抗反射涂层、光学滤光片、光学镜片、眼镜镜片、分束器、棱镜、反射镜和其它的光学组件和卫生器具在使用时容易被指印、皮肤油脂、汗水、化妆品等污染。这样的污渍一旦粘附上就很难被除去，尤其是附着于具有抗反射涂层的光学部件的污渍极为醒目，并且造成各种问题。为了解决该问题，已经提出结合无机材料(如玻璃)和有机材料的所谓硅烷偶联技术。硅烷偶联剂在分子中具有与有机材料有良好亲和力的有机官能基团或化学结构并具有反应性烷氧基甲硅烷基。烷氧基甲硅烷基与空气中的水分发生自缩合反应，转化成硅氧烷从而形成涂层。同时，硅烷偶联剂与玻璃或金属表面形成化学和物理键，从而产生耐久的坚韧涂层。利用这些优点，硅烷偶联剂广泛用作各种基底的涂布剂或底涂料。现有技术中公开了应用化学键合在硅烷偶联剂中引入全氟基团而获得的化合物作为具有良好成膜性、与基底的粘合性和耐久性的涂布剂，例如日本专利公开No.昭58-167597、日本专利公开No.昭58-122979、日本专利公开No.平10-232301和日本专利公开No.平2000-143991。根据这些专利，提到在具有硅烷偶联结构的的基底表面上引入全氟烷基改进了防污性(拒水和拒油性)。但是，这些化合物因(分子量)使全氟基团部分的长度受到限制，反之或若在全氟基团部分增加到足够长时，烷氧基甲硅烷基在含全氟基团整个分子中所占比例相对降低，因而导致粘合性或粘合耐久性变差，也没有足够的拒油性。为了解决与防污有关的这些问题，迄今已经提出了采用各种表面处理组合物的技术。例如，日本审查专利公开第1994-29332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。近来，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，该低表面能层院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不够充分，特别是，当长期使用时它们的耐沾污性明显降低。因此，需要开发具有优异防污性和优异耐久性的防污涂层。
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，发现若以含全氟聚醚基酰氟或全氟聚醚基酯类化合物为起始物，先与亲核试剂反应，再与卤代烯烃化合物反应生成多个烯烃基化合物，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。产品分子结构经由如此设计后，由于三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。本专利技术所述的全氟聚醚改性硅烷化合物制备方法中，采用烯丙基溴或者3-氯丙烯作为卤代烯烃与聚合物SP1反应，相比于一般采用的BrCH2CH-(CH＝CH2)2，使得生产工艺更为简单，所获得的全氟聚醚改性硅烷化合物具有更佳优异的性能。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皆为独立数字，均为0以上，6以下整数，均优选0以上，4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。本专利技术还提供一种制备所述的全氟聚醚改性硅烷化合物的方法，包括以下步骤：1)全氟聚醚基酰氟RM1或全氟聚醚基酯类RM2与亲核试剂反应，制备聚合物SP1；2)步骤1)所得具有羟基的含氟代氧亚烷基的聚合物SP1与卤代烯烃反应，制备聚合物SP2，所述的聚合物SP2末端具有三个烯烃基；3)步骤2)所得全氟聚醚化合物SP2与氢硅烷反应，制得所述的全氟聚醚基硅烷化合物；其中，所述的全氟聚醚基酰氟RM1有如下通式：F(CF2CF2O)m(CF2O)nCF2-C(＝O)F(RM1)所述的全氟聚醚基酰氟RM1通式中，m，n为分别独立数字，为0以上，200以下整数，优选为10以上，100以下的整数；所述的全氟聚醚基酯类RM2有如下通式：F(CF2CF2O)m(CF2O)nCF2-C(＝O)O(CH2)jCH3(RM2)所述的全氟聚醚基酯类RM2通式中，m，n为分别独立数字，为0以上，200以下整数，优选为10以上，100以下的整数；其中j为独立数字,为0～3的整数；所述的聚合物SP1有如下通式：所述的聚合物SP1通式中，m，n为分别独立数字，均为0以上，200以下整数，均优选为10以上，100以下的整数；a为独立数字，均为0以上，6以下整数，优选0以上，4以下整数；所述的聚合物SP2有如下通式：所述的聚合物SP2通式中，m，n为分别独立数字，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皆为独立数字，均为0以上，6以下整数，均优选0以上，4以下整数。进一步的，所述的步骤2)中卤代烯烃为烯丙基溴或者3-氯丙烯。进一步的，所述的步骤3)中，氢硅烷为SiHX3，式中X为可水解的基团，为-OR、-NHR或-NR2，其中R独立地为C1-C22直链或支化的烷基，并且两个R基团能够形成环状胺，优选SiH(OCH3)3。本专利技术还提供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，该表面处理组合物包含其总重量的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；任选的，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。本专利技术还提供所述的薄膜的制备方法，是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，所述涂布的方法为湿式涂布、物理气相沉积或化学气相沉积；任选的，所述烘烤的温度为80-120℃，烘烤的时间为10-30分钟，冷却终点为室温。本专利技术还提供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；任选的，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，该化合物制备工艺简单，技术难度小，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合成含氟化合物(A)步骤(1-1)：全氟聚醚基酰氟与烯丙基溴化镁反应在氮气氛下向安装有回流冷凝器、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皆为独立数字，均为0以上，6以下整数，均优选0以上，4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。3.一种制备权利要求1所述的全氟聚醚改性硅烷化合物的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)全氟聚醚基酰氟RM1或全氟聚醚基酯类RM2与亲核试剂反应，制备聚合物SP1；2)步骤1)所得具有羟基的含氟代氧亚烷基的聚合物SP1与卤代烯烃反应，制备聚合物SP2，所述的聚合物SP2末端具有三个烯烃基；3)步骤2)所得全氟聚醚化合物SP2与氢硅烷反应，制得所述的全氟聚醚基硅烷化合物；其中，所述的全氟聚醚基酰氟RM1有如下通式：F(CF2CF2O)m(CF2O)nCF2-C(＝O)F(RM1)所述的全氟聚醚基酰氟RM1通式中，m，n为分别独立数字，为0以上，200以下整数，优选为10以上，100以下的整数；所述的全氟聚醚基酯类RM2有如下通式：F(CF2CF2O)m(CF2O)nCF2-C(＝O)O(CH2)jCH3(RM2)所述的全氟聚醚基酯类RM2通式中，m，n为分别独立数字，为0以上，200以下整数，优选为10以上，100以下的整数；其中j为独立数字,为0～3的整数；所述的聚合物SP1有如下通式：所述的聚合物SP1通式中，m，n为分别独立数字，均为0以上，200以下整数，均优选为10以上，100以下的整数；a为独立数字，均为0以上，6以下整数，优选0以上，4以下整数；所述...

【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