一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法与流程

本发明涉及有机硅材料防静电，具体为一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法。

背景技术：

1、有机硅材料具有优异的低介电常数、低折光率、低表面能、耐化学腐蚀、耐候性、耐热性和耐寒性等特性，因此广泛应用于航空航天、汽车和电子产品等高端领域。然而，由于有机硅材料绝缘性高的特点，具有较高的表面电阻，存在由于与各种物质的接触而带静电，容易吸附空气中的灰尘等问题，这将极大地降低用户的使用体验度和观感。尤其是，随着电子产品的迅速发展，为了防止电子产品表面因运输、储存、组装产品的过程期间可能发生的物理冲击而损坏，显示屏等电子器件表面大量采用保护膜对表面进行防刮和洁净保护。由于这些保护膜通常在聚对苯二甲酸乙二醇酯pet的表面上形成有机硅系的压敏胶层，再贴合于显示器表面；由于有机硅材料自身的绝缘性，因此在剥离时会产生大的静电电压而击穿被贴物，导致器件或显示屏出现缺陷，此外，静电的存在也可能成为造成吸附尘埃或安全隐患的根源。对于有机硅类的保护膜压敏胶通常采用两种解决方案，一是在保护膜的pet基材上涂覆聚噻吩类的抗静电液，形成抗静电涂层；二是在压敏胶配方中加入碳黑、金属氧化物和碳纳米管等导电物质，如发明专利cn109016769a和cn109913 142a中所示。然而，前者不能实现满意的防静电效果，压敏胶表面电阻较高，撕膜电压较高；后者与有机硅配方体系相溶性差，会导致压敏胶透明度严重下降，不适用于光学器件表面的压敏胶带应用。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：含有季铵盐和多乙烯基的聚硅氧烷中间体的制备

4、将含有卤代烃基和多乙烯基的聚硅氧烷中间体、有机胺和溶剂混合均匀，升温至50-150℃，保温反应2-48h，减压蒸馏，回收有机胺和溶剂，得到含有季铵盐和多乙烯基的聚硅氧烷中间体；

5、s2：含氟锂盐和季铵基聚硅氧烷的取代合成反应

6、将含有季铵盐和多乙烯基的聚硅氧烷中间体、双多氟烷基磺酰亚胺锂和水，搅拌均匀，在10～80℃的温度内搅拌反应1h～48h，得到粗品中间体；将上述粗品中间体冷却至25-35℃，加入萃取溶剂，混合均匀，萃取；在20℃～150℃的温度内减压旋转蒸发，脱除溶剂和水，得到反应型有机硅胶粘剂用抗静电剂化合物。

7、较为优化地，s1中，含有卤代烃基和多乙烯基的聚硅氧烷中间体的制备方法为：将端卤代烷基甲基二烷氧基硅烷、端羟基乙烯基聚硅氧烷、酸性催化剂混合均匀，升温至50-100℃，保温反应2-48h，抽真空脱低沸2-8h；加入六甲基二硅氧烷，保温反应2-48h，缓慢抽真空脱低沸2-8h，过滤脱除固体酸催化剂，得到含有卤代烃基和多乙烯基的聚硅氧烷中间体。

8、较为优化地，s1中，有机胺为三烷基胺、吡咯类化合物中的任意一种或多种，其结构式如下所示：

9、

10、式中，

11、r1、r2、r3和r4为一价饱和烷基结构，其结构通式为-cph2p+1，p为自然数，10≥p≥1；

12、r5、r6、r7和r8为氢原子、一价饱和烷基结构中的任意一种，其结构通式为-cth2t+1，t为整数，10≥t≥0。

13、较为优化地，s1中，溶剂为n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n，n-二乙基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、间二三氟甲苯、甲苯、二甲苯、甲基异丁基酮和、丁酮中的任意一种或多种。

14、较为优化地，s2中，萃取溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙醚、石油醚、间二三氟甲苯中的任意一种或多种。

15、较为优化地，所述端卤代烷基甲基二烷氧基硅烷的结构式如下：

16、ch2brcq-1h2q-2sich3(ocsh2s+1)2、ch2clcqh2qsich3(ocsh2s+1)2中的任意一种或多种；

17、式中，q和s为自然数，10≥q≥1，10≥s≥1；

18、端卤代烷基甲基二烷氧基硅烷可以为γ-氯丙基甲基二丙氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、氯丁基甲基二乙氧基硅烷、氯丁基甲基二甲氧基硅烷、γ-溴丙基甲基二丙氧基硅烷、γ-溴丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-溴丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或多种。

19、较为优化地，所述端羟基乙烯基聚硅氧烷为羟基封端甲基乙烯基硅油。

20、较为优化地，所述酸性催化剂为浓硫酸、酸性白土、三氟甲磺酸、酸性树脂催化剂ykch8501中的一种或多种。

21、较为优化地，s1中，胺基和卤代烃基的摩尔比为1∶1～1.5∶1；s2中，双多氟烷基磺酰亚胺锂和季铵盐的摩尔比为1∶1～1.5∶1。

22、较为优化地，端卤代烷基甲基二烷氧基硅烷和端羟基乙烯基聚硅氧烷的摩尔比为1∶1～1∶20，固体酸催化剂的添加量为反应物质总质量的1％～10％。

23、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

24、(1)本发明提供一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，包括：含有卤代烃基和多乙烯基的聚硅氧烷制备反应，含有季铵盐和多乙烯基的聚硅氧烷中间体的制备，以及含氟锂盐和季铵基聚硅氧烷的取代合成反应。使得制备的抗静电剂化合物主链为聚二有机基硅氧烷，侧链含有阴阳双离子抗静电剂结构、乙烯基官能团结构，提高了抗静电剂的耐久性、与有机硅胶粘剂组合物之间的相溶性。

25、聚硅氧烷链段的引入，可以实现抗静电剂分子与现有有机硅材料配方组分良好的相溶性，提高抗静电分子在胶层的均匀分布，从而可以提高有机硅材料的抗静电效果，同时提高压敏胶的透明性。阴阳双离子抗静电剂结构，可以赋予有机硅材料表面抗静电功能。反应性官能团乙烯基的引入，可以实现抗静电剂分子与有机硅材料分子的化学键结合，避免有机硅对所保护表面造成化学污染。

技术特征：

1.一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：s1中，含有卤代烃基和多乙烯基的聚硅氧烷中间体的制备方法为：将端卤代烷基甲基二烷氧基硅烷、端羟基乙烯基聚硅氧烷、酸性催化剂混合均匀，升温至50-100℃，保温反应2-48h，抽真空脱低沸2-8h；加入六甲基二硅氧烷，保温反应2-48h，缓慢抽真空脱低沸2-8h，过滤脱除固体酸催化剂，得到含有卤代烃基和多乙烯基的聚硅氧烷中间体。

3.根据权利要求1所述的一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：s1中，有机胺为三烷基胺、吡咯类化合物中的任意一种或多种，其结构式如下所示：

4.根据权利要求1所述的一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：s1中，溶剂为n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、n，n-二乙基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、间二三氟甲苯、甲苯、二甲苯、甲基异丁基酮、丁酮中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：s2中，萃取溶剂为二氯甲烷、氯仿、乙醚、石油醚、间二三氟甲苯中的任意一种或多种。

6.根据权利要求2所述的一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：所述端卤代烷基甲基二烷氧基硅烷的结构式如下：

7.根据权利要求2所述的一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：所述端羟基乙烯基聚硅氧烷为羟基封端甲基乙烯基硅油。

8.根据权利要求2所述的一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：所述酸性催化剂为浓硫酸、酸性白土、三氟甲磺酸、酸性树脂催化剂ykch8501中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：s1中，胺基和卤代烃基的摩尔比为1∶1～1.5∶1；s2中，双多氟烷基磺酰亚胺锂和季铵盐的摩尔比为1∶1～1.5∶1。

10.根据权利要求2所述的一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，其特征在于：端卤代烷基甲基二烷氧基硅烷和端羟基乙烯基聚硅氧烷的摩尔比为1∶1～1∶20，固体酸催化剂的添加量为反应物质总质量的1％～10％。

技术总结
本发明涉及有机硅材料的防静电技术领域，具体为一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法。本发明提供一种反应型有机硅材料用抗静电剂化合物的制备方法，包括：含有卤代烃基和多乙烯基的聚硅氧烷制备反应，含有季铵盐和多乙烯基的聚硅氧烷中间体的制备，以及含氟锂盐和季铵基聚硅氧烷的取代合成反应。使得制备的抗静电剂化合物主链为聚二有机基硅氧烷，侧链含有阴阳双离子抗静电剂结构、乙烯基官能团结构，提高了抗静电剂的耐久性、与有机硅材料组合物之间的相溶性。

技术研发人员：徐涛,耿洪斌
受保护的技术使用者：世晨材料技术（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12