[发明专利]一种氟硅改性环氧磷酸酯表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟硅改性环氧磷酸酯表面活性剂及其制备方法，属于表面活性剂制备技术领域。

背景技术

表面活性剂是指那些加入少量就能显著降低溶液表面张力、改变体系界面状态的物质。表面活性剂分子具有特殊的两亲性结构，即其分子结构由两部分组成，一部分为极性的亲水基，另一部分是非极性的疏水基，两种结构与性能相反的基团以化学键相连在一起。

氟具有低表面张力，而硅氧主链有柔顺卷曲的特性；如果在它们结合的基础上引入亲水性基团，那么这类新型表面活性剂与传统表面活性剂相比，是一具有立体结构的聚合物表面活性剂；其主链柔顺性好，具有优良的可塑性，亲油链表面能低，对于低极性物质有更好的亲和作用；因此，用其作为乳化剂、分散剂、流平剂，将会具有其独到的性能。

氟硅表面活性剂的合成与应用是一个比较新颖的课题，国内外相关报道文献较少。氟硅表面活性剂综合了含氟表面活性剂和含硅表面活性剂的优点，氟硅表面活性剂自从用有机方法被合成以来，就引起了人们的广泛关注和兴趣，对其研究和应用随即迅速发展，在科技领域、工业和日常生活中与日俱增的重要意义也被普遍确认。

申请号为200810238529.1的专利“一种通用型涂料用附着力促进剂及其制备方法”公开的一种聚丙烯改性环氧磷酸酯，其用途仅限于改进涂料和底材的附着力。

申请号为201110045700.9的专利“一种磷酸酯表面活性剂及制备三氟氯乙烯聚合物的方法”涉及一种含氟烷基磷酸酯，其制备方法先用含氟醇和五氧化二磷在一定条件下反应，再使用苯、甲苯、乙醚等反复溶解、结晶，再用碱皂化制得，其制备过程复杂，产品收率不高，且准备过程涉及苯类非环保溶剂。

申请号为201510035340.2的专利“一种糖基改性氟硅表面活性剂及其制备方法”涉及一种糖基改性氟硅表面活性剂，其制备方法为首先利用氟烃基三烷氧基硅烷与1,3-双（3-氨基丙基）-1,1,3,3,四甲基二硅氧烷在特定催化剂的催化下反应，制得氟烃基三氨丙基四硅氧烷，然后再和糖内酯或糖酸在一定条件下反应制得糖基改性氟硅表面活性剂，本发明存在反应步骤多，催化反应中还要使催化剂失活，反应不易控制等不利条件。

申请号为201010604955.X的专利“一种氟硅表面活性剂的制备方法”涉及一种氟硅表面活性剂，其制备方法为首先利用全氟烷基乙烯或全氟烷基乙基碘在催化剂下，和三氯硅烷反应，然后再和甲醇或乙醇在一定条件下反应，制得氟硅表面活性剂，该发明也存在反应工艺复杂，反应催化剂较昂贵，副反应较多的不足之处。

申请号为201310557706.3的专利“一种可交联氟硅树脂及其制备与在超双疏材料上的应用”涉及一种可交联氟硅树脂的制造，特别涉及一种含环氧基团的氟硅树脂及其涂层的制备，其制备方法为环氧单体和有机硅单体合成环氧基硅油，然后再滴加含氟单体，合成两亲性氟硅树脂。该发明存在反应步骤长，每一步反应都需要催化剂，且每一步骤都需要浓缩、沉淀，且生成的产物作为主要成膜树脂使用，和本发明的产物应用方式也完全不同。

尽管上述专利提供了一部分含氟硅表面活性剂或树脂的制备方法，然而在大规模生产和实施过程中，依然存在一定的问题，如方法复杂、成本较高、产品用途单一等诸多问题。

因此，开发一种简单易于制备、且具有多用途多功能的氟硅表面活性剂，成为现代涂料和表面活性剂领域日益增长的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备方法简单、可同时作为多种效果助剂（分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂等）使用的氟硅改性环氧磷酸酯表面活性剂。

本发明还提供了所述氟硅改性环氧磷酸酯表面活性剂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种氟硅改性环氧磷酸酯表面活性剂，是以下述重量份计的原料，在92-98℃温度条件下反应回流而得；其表面张力为18.3-24.6mN/m，HLB值为9.6-14.2；

原料：

环氧树脂 25～35份

三氟丙基甲基环三硅氧烷 18～25份

乙酸丁酯 16～22份

正丁醇 17～33份

磷酸 7～9份；

所述环氧树脂为：环氧值>0.42的双酚A型环氧树脂；

所述磷酸为：质量浓度为85％的磷酸。

在92-98℃温度范围内，温度变化对产品的性能影响不大；但是如果超出该温度范围，则无法制备出满足本发明要求的产品。

上述氟硅改性环氧磷酸酯表面活性剂，其制备方法为：