CN116023836A - 一种水性氟素离型剂的合成方法及在pet膜中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氟素离型剂技术领域，且公开了一种水性氟素离型剂的合成方法及在PET膜中的应用，以全氟癸二酸、丙烯酸羟乙酯通过酯化反应，合成了新型的全氟癸二酸基丙烯酸酯单体，然后与双端乙烯基聚硅氧烷、丙烯酸和三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)通过紫外光固化反应，在PET聚酯表面形成新型的水性氟素离型剂，为新型水性氟素离型剂提供的全新高效的合成方法，具有剥离力高，耐老化性能好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及氟素离型剂技术领域，具体为一种水性氟素离型剂的合成方法及在PET膜中的应用。
背景技术
含氟离型剂可以避免制品黏着在模具上，使材料可以方便地从模具上取下来，从而使保持材料和模具的完整性；氟素离型膜主要应用在聚酯薄膜基材上，可以提供稳定的易离型力，使薄膜表面具有平整光洁。开发新型氟素离型膜，应用于PET聚酯材料中是研究热点。如申请号为202011547793.0的专利《一种UV光固化氟素离型膜及其制备方法》，公开了以含氟丙烯酸酯化合物、无机粒子等为原料经混合制备氟素离型剂，再涂布在PET薄膜上经UV光固化得到氟素离型膜；提高了氟素离型膜和有机硅压敏胶的匹配性，所得离型膜适用于有机硅压敏胶体系；采用UV光固化制备，提高了生产效率。本发明旨在以全氟癸二酸基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)等作用反应单体，通过紫外光固化反应，得到新型的水性氟素离型剂应用于PET聚酯材料中。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种剥离力高，性能优良的水性氟素离型剂，应用于PET膜中。
(二)技术方案
一种应用于PET的水性氟素离型剂的合成方法：
(1)将全氟癸二酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入丙烯酸羟乙酯和对甲苯磺酸，搅拌反应后加入三氯甲烷和去离子水萃取分离，取三氯甲烷有机相加入无水硫酸钠干燥，过滤收集滤液，减压浓缩，正己烷洗涤，得到全氟癸二酸基丙烯酸酯。
(2)将八甲基环四硅氧烷和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合均匀，然后加入催化剂三氟甲基磺酸，在60-80℃中搅拌反应5-10h，反应后加入碳酸钠中和，过滤后将粗产物减压浓缩，得到双端乙烯基聚硅氧烷。
(3)将双端乙烯基聚硅氧烷、全氟癸二酸基丙烯酸酯、丙烯酸和三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入光引发剂，搅拌均匀后将溶液涂覆在PET中，在紫外灯下照射反应30-60min，得到应用于PET的水性氟素离型剂。
优选的，所述(1)中全氟癸二酸、丙烯酸羟乙酯和对甲苯磺酸的摩尔比为1:2-2.8:0.2-0.3。
优选的，所述(1)中控制反应温度为70-100℃，反应时间为6-18h。
优选的，所述(3)中全氟癸二酸基丙烯酸酯、双端乙烯基聚硅氧烷、丙烯酸、三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)、安息香二甲醚的重量比为100:10-25:4-10:60-110:0.2-0.8。
优选的，所述(3)中光引发剂为安息香二甲醚或二苯甲酮。
(三)有益的技术效果
以全氟癸二酸、丙烯酸羟乙酯通过酯化反应，合成了新型的全氟癸二酸基丙烯酸酯单体，然后与双端乙烯基聚硅氧烷、丙烯酸和三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)通过紫外光固化反应，在PET聚酯表面形成新型的水性氟素离型剂，为新型水性氟素离型剂提供的全新高效的合成方法，具有剥离力高，耐老化性能好的优点。
具体实施方式
实施例1
(1)将20mmol的全氟癸二酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入40mmol的丙烯酸羟乙酯和4mmol的对甲苯磺酸，控制反应温度为80℃，反应时间为6h，反应后加入三氯甲烷和去离子水萃取分离，取三氯甲烷有机相加入无水硫酸钠干燥，过滤收集滤液，减压浓缩，正己烷洗涤，得到全氟癸二酸基丙烯酸酯。
(2)将50mmol的八甲基环四硅氧烷和10mmol的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合均匀，然后加入8mmol的催化剂三氟甲基磺酸，在70℃中搅拌反应6h，反应后加入碳酸钠中和，过滤后将粗产物减压浓缩，得到双端乙烯基聚硅氧烷。
(3)将5g的全氟癸二酸基丙烯酸酯、0.5g的双端乙烯基聚硅氧烷、0.2g的丙烯酸和3g的三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入0.01g的光引发剂安息香二甲醚，搅拌均匀后将溶液涂覆在PET中，在紫外灯下照射反应60min，得到应用于PET的水性氟素离型剂。
实施例2
(1)将20mmol的全氟癸二酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入45mmol的丙烯酸羟乙酯和3mmol的对甲苯磺酸，控制反应温度为70℃，反应时间为12h，反应后加入三氯甲烷和去离子水萃取分离，取三氯甲烷有机相加入无水硫酸钠干燥，过滤收集滤液，减压浓缩，正己烷洗涤，得到全氟癸二酸基丙烯酸酯。
(2)将50mmol的八甲基环四硅氧烷和10mmol的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合均匀，然后加入8mmol的催化剂三氟甲基磺酸，在60℃中搅拌反应8h，反应后加入碳酸钠中和，过滤后将粗产物减压浓缩，得到双端乙烯基聚硅氧烷。
(3)将5g的全氟癸二酸基丙烯酸酯、0.7g的双端乙烯基聚硅氧烷、0.3g的丙烯酸和4g的三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入0.02g的光引发剂二苯甲酮，搅拌均匀后将溶液涂覆在PET中，在紫外灯下照射反应30min，得到应用于PET的水性氟素离型剂。
实施例3
(1)将20mmol的全氟癸二酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入50mmol的丙烯酸羟乙酯和5mmol的对甲苯磺酸，控制反应温度为80℃，反应时间为6h，反应后加入三氯甲烷和去离子水萃取分离，取三氯甲烷有机相加入无水硫酸钠干燥，过滤收集滤液，减压浓缩，正己烷洗涤，得到全氟癸二酸基丙烯酸酯。
(2)将50mmol的八甲基环四硅氧烷和10mmol的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合均匀，然后加入8mmol的催化剂三氟甲基磺酸，在70℃中搅拌反应6h，反应后加入碳酸钠中和，过滤后将粗产物减压浓缩，得到双端乙烯基聚硅氧烷。
(3)将5g的全氟癸二酸基丙烯酸酯、0.8g的双端乙烯基聚硅氧烷、0.4g的丙烯酸和4.5g的三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入0.03g的光引发剂安息香二甲醚，搅拌均匀后将溶液涂覆在PET中，在紫外灯下照射反应30min，得到应用于PET的水性氟素离型剂。
实施例4
(1)将20mmol的全氟癸二酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入52mmol的丙烯酸羟乙酯和5mmol的对甲苯磺酸，控制反应温度为80℃，反应时间为128h，反应后加入三氯甲烷和去离子水萃取分离，取三氯甲烷有机相加入无水硫酸钠干燥，过滤收集滤液，减压浓缩，正己烷洗涤，得到全氟癸二酸基丙烯酸酯。
(2)将50mmol的八甲基环四硅氧烷和10mmol的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合均匀，然后加入8mmol的催化剂三氟甲基磺酸，在70℃中搅拌反应6h，反应后加入碳酸钠中和，过滤后将粗产物减压浓缩，得到双端乙烯基聚硅氧烷。
(3)将5g的全氟癸二酸基丙烯酸酯、1.1g的双端乙烯基聚硅氧烷、0.4g的丙烯酸和5g的三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入0.03g的光引发剂安息香二甲醚，搅拌均匀后将溶液涂覆在PET中，在紫外灯下照射反应30min，得到应用于PET的水性氟素离型剂。
实施例5
(1)将20mmol的全氟癸二酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入56mmol的丙烯酸羟乙酯和6mmol的对甲苯磺酸，控制反应温度为70℃，反应时间为18h，反应后加入三氯甲烷和去离子水萃取分离，取三氯甲烷有机相加入无水硫酸钠干燥，过滤收集滤液，减压浓缩，正己烷洗涤，得到全氟癸二酸基丙烯酸酯。
(2)将50mmol的八甲基环四硅氧烷和10mmol的1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合均匀，然后加入8mmol的催化剂三氟甲基磺酸，在60℃中搅拌反应8h，反应后加入碳酸钠中和，过滤后将粗产物减压浓缩，得到双端乙烯基聚硅氧烷。
(3)将5g的全氟癸二酸基丙烯酸酯、1.25g的双端乙烯基聚硅氧烷、0.5g的丙烯酸和5.5g的三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入0.04g的光引发剂安息香二甲醚，搅拌均匀后将溶液涂覆在PET中，在紫外灯下照射反应60min，得到应用于PET的水性氟素离型剂。
以上为应用于PET的水性氟素离型剂性能测试。
Claims (5)
1.一种应用于PET的水性氟素离型剂的合成方法，其特征在于：所述合成方法为以下步骤：
(1)将全氟癸二酸溶解到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入丙烯酸羟乙酯和对甲苯磺酸，搅拌反应后加入三氯甲烷和去离子水萃取分离，取三氯甲烷有机相加入无水硫酸钠干燥，过滤收集滤液，减压浓缩，正己烷洗涤，得到全氟癸二酸基丙烯酸酯；
(2)将八甲基环四硅氧烷和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷混合均匀，然后加入催化剂三氟甲基磺酸，在60-80℃中搅拌反应5-10h，反应后加入碳酸钠中和，过滤后将粗产物减压浓缩，得到双端乙烯基聚硅氧烷；
(3)将双端乙烯基聚硅氧烷、全氟癸二酸基丙烯酸酯、丙烯酸和三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)加入到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入光引发剂，搅拌均匀后将溶液涂覆在PET中，在紫外灯下照射反应30-60min，得到应用于PET的水性氟素离型剂。
2.根据权利要求1所述的水性氟素离型剂的合成方法，其特征在于：所述(1)中全氟癸二酸、丙烯酸羟乙酯和对甲苯磺酸的摩尔比为1:2-2.8:0.2-0.3。
3.根据权利要求1所述的水性氟素离型剂的合成方法，其特征在于：所述(1)中控制反应温度为70-100℃，反应时间为6-18h。
4.根据权利要求1所述的水性氟素离型剂的合成方法，其特征在于：所述(3)中全氟癸二酸基丙烯酸酯、双端乙烯基聚硅氧烷、丙烯酸、三羟甲基丙烷三(巯基乙酸)、安息香二甲醚的重量比为100:10-25:4-10:60-110:0.2-0.8。
5.根据权利要求1所述的水性氟素离型剂的合成方法，其特征在于：所述(3)中光引发剂为安息香二甲醚或二苯甲酮。
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