含氟多季銨鹽離型劑的研究

◇四川羽璽電子科技有限公司 許顯成 鄔 藝 陳仁秀 鄭 婷

離型膜，也稱為剝離膜、隔離膜、分離膜、保護(hù)膜，是在底膜上涂覆離型劑而使其表面具有分離性，離型膜具有廣泛的用途[1-5]。離型膜按應(yīng)用范圍分，可應(yīng)用在以下一些領(lǐng)域：塑料產(chǎn)品表面、金屬產(chǎn)品表面、涂層金屬產(chǎn)品表面、汽車產(chǎn)品表面、電子產(chǎn)品表面及其它產(chǎn)品表面[6-8]。

離型膜是通過在基材表明涂抹離型劑而得，因此離型劑對離型膜的性能起確定性作用。離型劑[9-12]主要分為含硅離型劑、非硅離型劑以及含氟離型劑。有機(jī)硅類的離型劑成本較低，可適用于大部分場合，但存在硅遷移的問題，而且也不適用于超輕剝離力要求的領(lǐng)域。含氟離型劑無硅遷移問題，是目前市場主流的離型劑品種。

1 離型劑研究進(jìn)展

ZL 201611208307 .6《離型劑及離型膜》提供了一種離型劑及離型膜。該離型劑按重量百分比計包括0～30%的含氟單體、0～30%的含氟低聚物、1%～10%的光引發(fā)劑以及50%～70%的有機(jī)溶劑，且含氟單體和/或含氟低聚物的折射率小于1.42，含氟單體和含氟低聚物二者至少之一的含量不為0。但此方法選用部分含氟單體成本高，給應(yīng)用推廣帶來了困難。

ZL 201910312931.8《一種離型劑、含有該離型劑的非硅離型膜及其制造方法》公開了一種離型劑、含有該離型劑的非硅離型膜及其制造方法，所述離型劑的主成分為含聚乙烯酯基化合物，但具體制備方法并未公布。

綜合來看，現(xiàn)有離型劑主要技術(shù)難點在于單體制備工藝復(fù)雜，且單體成本高，不利于工業(yè)化大規(guī)模推廣。下一階段發(fā)展趨勢在于使用常見廉價化工原料，且制備方法簡單可行，才有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

2 新型含氟多季銨鹽離型劑研究

為解決傳統(tǒng)離型劑存在問題，本課題組提出開發(fā)一類含氟多季銨鹽低聚功能高分子，由一個聯(lián)接基將兩個或兩個以上的傳統(tǒng)分子通過化學(xué)鍵的作用聯(lián)接在一起形成的一種新型功能結(jié)構(gòu)，因此使用量較傳統(tǒng)含氟離型劑更低，有利于節(jié)約成本。

含氟多季銨鹽離型劑合成方法如下所示。

2.1 含氟中間體的合成

用乙二胺和環(huán)氧氟丙烷作為原料，無水乙醇做為溶劑，在反應(yīng)過程中環(huán)氧氟丙烷取代乙二胺氮原子上的四個活潑氫，同時環(huán)氧氟丙烷發(fā)生開環(huán)反應(yīng)。其中，乙二胺和環(huán)氧氟丙烷摩爾比為1:3～6，反應(yīng)時間3 h～6 h，反應(yīng)溫度為70 ℃～95 ℃。

2.2 含氟多季銨鹽離型劑的合成

長鏈脂肪叔胺與制備的含氟中間體在無水乙醇和去離子水作溶劑的條件下發(fā)生反應(yīng)，中間體上的 F原子被長鏈?zhǔn)灏分械?N原子進(jìn)攻，并被取代，生成含氟多季銨鹽離型劑。其中，含氟中間體與脂肪胺摩爾比為1:3～6，反應(yīng)時間為45 min～90 min，反應(yīng)溫度為90 ℃～120 ℃；R為C6-C32的飽和烷烴鏈。

2.3 具體實驗步驟

（1）含氟中間體的合成。①根據(jù)實驗搭好反應(yīng)所需要的實驗裝置并進(jìn)行檢查；②稱取乙二胺60克，無水乙醇100克于三口燒瓶中；③稱取380克環(huán)氧氟丙烷于恒壓滴液漏斗中，調(diào)節(jié)滴加速度，控制恒速攪拌器的轉(zhuǎn)速在250 r/min，逐漸升溫至反應(yīng)溫度70 ℃，開始計時并維持反應(yīng)溫度；④待反應(yīng)結(jié)束用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去多余的原料和溶劑，得所需中間體。

（2）含氟多季銨鹽離型劑的合成。①根據(jù)實驗搭好反應(yīng)所需要的實驗裝置并進(jìn)行檢查；②取一定量的含氟中間體108克和無水乙醇200克于三口燒瓶中，取一定量的N,N-二甲基十八烷基叔胺371克于恒壓滴液漏斗中，調(diào)節(jié)滴加速度和攪拌器的攪拌速度在250 r/min；③加熱由快到慢，溫度達(dá)到反應(yīng)溫度80 ℃后開始計時并維持反應(yīng)溫度；④反應(yīng)控制在60 min，反應(yīng)結(jié)束后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去多余原料和溶劑，真空干燥得產(chǎn)品。

（3）產(chǎn)品測試：含氟多季銨鹽離型劑產(chǎn)率88.3%，應(yīng)用亞甲基藍(lán)反向滴定法測定含氟多季銨鹽離型劑的活性物含量為71.1%。

2.4 性能檢測

將新制得的含氟離型劑通過乙醇稀釋到10%的固含量后用涂布器涂布在50 μm的PET基材上面，控制濕膜涂布量為0.15 g/m2，然后放入80 ℃的烘箱內(nèi)烘烤1 min，升溫到150 ℃固化處理2 min，得到離型膜樣片，用7475標(biāo)準(zhǔn)膠帶測得其離型力分別為2.3g/25mm、1.8g/25mm和2.2g/25mm，性能指標(biāo)均超過國內(nèi)同行業(yè)技術(shù)水平。