[发明专利]一种含有长链含氟基团硅氧烷的水解方法

说明书

本发明公开了一种含有长链含氟基团硅氧烷的水解方法，是为了解决含有长链含氟基团硅氧烷水解后酸度过强的问题。本发明包括如下步骤：在固体酸催化下，将长链含氟基团硅氧烷、醇类溶剂和水加入反应瓶中，反应温度为30℃～65℃，反应时间为2h～16h，冷却至室温，过滤除去催化剂，得到水解反应液。本发明主要用于长链含氟基团硅氧烷的水解。

技术领域

本发明涉及一种含有长链含氟基团硅氧烷的水解方法，属有机合成领域。

背景技术

含有长链含氟基团硅氧烷由于具有较低的表面能，是一种重要的疏水材料。部分硅氧烷在自然环境中水解困难，因而无法直接与玻璃、陶瓷等材料表面羟基结合生成疏水涂层，因而一般在酸性条件下水解，但酸的加入使疏水涂料的酸性较强，无法直接在金属表面和碱性表面使用，使用范围受到限制。US6395331中公开了长链氟碳化合物使用盐酸、醋酸或盐酸水解，水解时氯化氢质量百分含量大于10％，酸性强，将这种水解液配置成疏水剂后氯化氢质量百分含量为5‰左右，亦呈强酸性，因而在金属和呈碱性表面使用时会造成腐蚀，限定了这种疏水剂的使用范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服背景技术的不足和缺欠，提供一种含有长链含氟基团硅氧烷水解后水解液基本呈中性的水解方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种含有长链含氟基团硅氧烷的水解方法，包括如下步骤：在固体酸催化下，将长链含氟基团硅氧烷、醇类溶剂和水加入反应瓶中，反应温度为30℃～65℃，反应时间为2h～16h，冷却至室温，过滤除去催化剂，得到水解反应液。其中长链含氟基团硅氧烷含量为总质量2‰～2％，水的用量为总质量的1％～15％；固体酸为中孔磺酸、K-10蒙脱土或负载型杂多酸，固体酸用量为总质量的0.5％～5％；所述的含有长链含氟基团硅氧烷的水解方法，其特征在于所述含有长链含氟基团硅氧烷的结构由(Ⅰ)表示：

其中n＝8～11；R¹、R²、R³各自独立是甲氧基、乙氧基、甲基、乙基、全氟烷基，R¹、R²、R³中至少有一个基团为甲氧基、乙氧基。

含有长链含氟基团硅氧烷的代表例子包括但不限于：(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)三甲氧基硅烷、(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)甲基二甲氧基硅烷、(十七氟-1,1,2,2-四氢癸基)三甲(乙)氧基硅烷、(十七氟-1,1,2,2-四氢癸基)三乙氧基硅烷、(十七氟-1,1,2,2-四氢癸基)甲基二甲氧基硅烷、全氟十四烷基-1,1,2,2-四氢三乙氧基硅烷、全氟十二烷基-1,1,2,2-四氢三乙氧基硅烷、全氟十四烷基-1,1,2,2-四氢三氟甲基二乙氧基硅烷等含氟硅烷。

本发明的优选技术方案包括如下步骤：在固体酸催化下，将长链含氟基团硅氧烷、乙醇和水加入反应瓶中，反应温度为35℃～55℃，反应时间为4h～12h，冷却至室温，过滤除去催化剂，得到水解反应液；其中长链含氟基团硅氧烷含量为总质量5‰～1％，水的用量为总质量的3％～10％；固体酸为中孔磺酸、K-10蒙脱土或负载型杂多酸，固体酸用量为总质量的2％～5％。

与现有技术相比，本发明的有益效果：以固体酸催化含有长链含氟基团硅氧烷水解，杂质少；固体酸能重复使用5次以上，降低了成本；这种方法水解后的水解液PH在6.5～7。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

催化剂的制备：

1.中孔磺酸催化剂的制备