專利名稱：一種超雙疏(疏水、疏油)表面處理劑和用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種超疏水、疏油的表面處理劑，特別涉及玻璃、陶瓷、織物、金屬等表面的疏水疏油處理。
玻璃、陶瓷的表面疏水、疏油處理，一般都是使用含氟的表面處理劑。美國專利US 5688864報道了一種含氟的硅表面處理劑，用于處理玻璃等化合物的表面，從而使處理物的表面具有疏水疏油性；美國專利US5688309報道了一種疏水、疏油表面處理劑的組合物，主要成份為長鏈氟烷基的(甲基)丙烯酸酯和烷基的(甲基)丙烯酸酯及不飽和酸酐的共聚物，但上述處理劑在處理玻璃時，影響了玻璃原有的透明度。美國專利US4946992報道了用含氟的二元醇和二異氰酸酯反應，得到帶有含氟基團的聚氨酯處理劑，這種處理劑適合織物類的疏水處理，能夠得到比較好的手感，但是在疏油性和透明性方面還不好。中國專利CN 1189524A“防水組合物”和CN95193350“防油和防水的水性組合物”提供的方法勻不能同時具有良好的疏水、疏油性能和透明性，且上述專利對水和油的接觸角在0-150°之間，未達到超疏水、疏油(對水或油的接觸角在150°以上)的效果。
本發明的目的是克服已有技術中不能同時具有良好的疏水、疏油性能和透明性，不能達到超疏水、疏油的效果的缺點，而提供一種同時具有良好的疏水、疏油性能和透明性的表面處理劑，該處理劑適用于玻璃、陶瓷、金屬、紙制品、塑料及纖維和紡織物表面的疏水疏油處理。
本發明一種超疏水、疏油表面處理劑的目的是通過以下組分和含量實現的(重量份數)(Ⅰ)氟烷基有機硅化合物40-80份上述化合物的結構為(CnF2n+1X)2N[CH2CH2N(CnF2n+1X)]yCH2CH2CH2Si(OR)3；其中y=0,1,2；n為2-10的整數R=CH3-,C2H5-X為-CH2CH2-或-SO2N(R1)CH2CH2-R1為H，或C1-C4的烷基(Ⅱ)硅酸酯(CH3)mSi(OR4)4-m4-12份其中R4=-CH3,-C2H5；m=0,1,2(Ⅲ)全鹵代乙烷(CF2ClCFCl2,CF2ClCF2Cl,CFCl2CFCl2或CF3CF3)100-500份(Ⅳ)H2O 0-2份(Ⅴ)濃H2SO40-2份本發明一種超疏水、疏油表面處理劑的制備方法是將上述含有氟烷基的有機硅化合物40-80份，加硅酸酯(CH3)mSi(OR4)4-m4-12份，水0-2份，攪拌10分鐘，滴加0-2份的濃硫酸，繼續攪拌60分鐘，加入全鹵代乙烷100-500份，攪拌均勻，即得到一種超疏水、疏油表面處理劑。
本發明一種超疏水、疏油表面處理組合物的用途是用于處理玻璃、陶瓷、金屬、紙制品、塑料、纖維和紡織物表面。經接觸角儀測定，用本發明處理劑處理后的上述各類材料表面對水和油(正十六烷為標準)的接觸角均達到150°-170°，即達到超疏水、疏油的效果，并能保持玻璃和塑料薄膜原有透明性。
經掃描隧道顯微鏡觀察，上述表面處理劑可在所處理表面上形成納米尺寸幾何形狀互補的(凸與凹相間)的表面結構。由于在納米尺寸低凹的表面可吸附氣體分子，所以在宏觀表面上相當于有一層穩定的氣體薄膜，使油或水無法與材料的表面直接接觸，從而使材料的表面呈現超雙疏性，即與水和油的接觸角均達到150°以上。該超雙疏性可廣泛應用于玻璃、陶瓷、金屬、紙制品、塑料、纖維和紡織物表面防油、防水處理。同時，由于上述表面處理劑可使物質表面穩定存在一層氣體薄膜，則相當于氣墊船的減阻原理，因而上述超疏水、疏油表面處理劑可用于各類輸油、輸水管道(鋼鐵或塑料表面)及魚雷、艦船和潛艇(鋼鐵表面)的表面減阻處理。
權利要求
1．一種超疏水、疏油表面處理劑，其特征在于所述的表面處理劑由以下組分和含量(重量份數)組成(1)氟代有機硅氧烷化合物40-80份；所述的氟代有機硅氧烷化合物的結構式為(CnF2n+1X)2N[CH2CH2N(CnF2n+1X)]yCH2CH2CH2Si(OR)3其中y=0,1,2；n=2-10的整數；R=-CH3,-C2H5；X=-CH2CH2-，或-SO2NR1CH2CH2-；R1為H，或C1-C4的烷基(2)硅酸酯(CH3)mSi(OR4)4-m4-12份其中R4=-CH3,-C2H5；m=0,1,2。(3)全鹵代乙烷 100-500份(4)H2O 0-2份(5)濃H2SO40-2份
2．根據權利要求1所述的一種超疏水、疏油表面處理劑，其特征在于所述的全鹵代乙烷為CF2ClCFCl2,CF2ClCF2Cl,CFCl2CFCl2或CF3CCl3。
3．根據權利要求1所述的一種超疏水、疏油表面處理劑的用途，其特征在于所述的表面處理劑用于玻璃、陶瓷、金屬、紙制品、塑料或纖維和紡織物表面的防油、防水處理。
4．根據權利要求1所述的一種疏水、疏油表面處理劑的用途，其特征在于所述的表面處理劑用于輸油、輸水管道內表面減阻處理。
5．根據權利要求1所述的一種超疏水、疏油表面處理劑的用途，其特征在于所述的表面處理劑用于水中行駛物的表面減阻處理劑。
6．根據權利要求5所述的一種超疏水、疏油表面處理劑的用途，其特征在于所述的水中行駛物為魚雷、艦船和潛艇。
全文摘要
本發明一種超雙疏(疏水、疏油)表面處理劑是由含氟有機硅氧烷化合物(C
文檔編號C09K3/18GK1315483SQ0010357
公開日2001年10月3日 申請日期2000年3月29日 優先權日2000年3月29日
發明者劉必前, 宋延林, 江雷 申請人:中國科學院化學研究所