十三氟辛基三甲氧基硅烷

【背景及概述】^[1][2]

硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，其通式为 RSiX3，式中 R 代表氨基、巯基乙烯基、环氧基、氯丙基、氰基，甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力，X 代表能够水解的基团，如卤素、烷氧基、酰氧基等。因此，硅烷偶联剂既能与无机物中的羟基又能与有机聚合物中的长分子链相互作用，从而使两种不同性质的材料偶联起来， 达到改善生物材料的性能的目的。

十三氟辛基三甲氧基硅烷，分子式C₁₁H₁₃F₁₃O₃Si，分子量468.28400，CAS号85857-16-5，密度：1.393 g/cm3；沸点：217.3ºC at 760 mmHg；闪点：85.2℃；折射率：1.335。危险类别码：R36/37/38。

如果吸入十三氟辛基三甲氧基硅烷，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。对保护施救者的忠告如下：将患者转移到安全的场所，咨询医生，如果条件允许请出示此化学品安全技术说明书给到现场的医生看。若泄露，小量泄漏尽可能将泄漏液体收集在可密闭的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并转移至安全场所，禁止冲入下水道；若大量泄漏，构筑围堤或挖坑收容，封闭排水管道，用泡沫覆盖，抑制蒸发，用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

【结构】

【应用】^[3][4]

十三氟辛基三甲氧基硅烷可作为高级手机屏幕、照相机镜头等玻璃制品抗指纹剂，或者混凝土憎水防污剂等。

一种憎水防污混凝土,其特征在于由下列重量份的原料制成：水泥300-310、矿粉40-50、粉煤灰90-100、石子880-900、砂300-320、水120-130、改性草木灰80-100、脂肪酸蔗糖酯0.7-1、碳酸锆铵1-1.6、聚羧酸高效减水剂7-7.5、田菁胶1-2、废旧轮胎胶粉20-25、稀土尾砂30-40、十三氟辛基三甲氧基硅烷4-6、硅灰25-30、煤渣40-50、铜矿尾砂100-130、异丙醇2-3、十二烷基三甲基氯化铵2-3、氢氧化钠0.3-0.4、高级脂肪酸4-6。制备方法包括以下步骤： 

1）将稀土尾砂、十三氟辛基三甲氧基硅烷、异丙醇、十二烷基三甲基氯化铵、高级脂肪酸混合，分散研磨20-30分钟，得到混合物；

2）将田菁胶、脂肪酸蔗糖酯、碳酸锆铵、聚羧酸高效减水剂、氢氧化钠与水混合，搅拌均匀，得到混合物；

3）将其他剩余成分与步和第二步得到的混合物混合，搅拌2-6分钟，然后浇注；

4）浇筑后在 5-25℃的潮湿环境中进行养护，养护时间不少于7d。

有益效果：使用了十三氟辛基三甲氧基硅烷、高级脂肪酸，使得混凝土具有憎水防污的性能；通过使用废旧轮胎胶粉、稀土尾砂、煤渣、铜矿尾砂，不仅节约了成本，而且增加了混凝土的密实性能和抗渗性能。通过使用改性草木灰，增加了混凝土的密实性、防水性，可塑性和可泵送效果好。

2. 用于电线电缆的CPE护套材料，其重量份组成为：CPE100份，增塑剂30～45份，十三氟辛基三甲氧基硅烷8～12份，偶联剂1～2份，聚苯并咪唑14～20份，相容剂12～18份，硫化剂3～4.5份，助硫化剂2.5～3.5份，补强剂80～100份，氧化镁10～14份，稳定剂3～5份；所述相容剂为CPE-丙烯酸接枝共聚物。制备方法步骤如下：

1）将CPE、丙烯酸、二甲苯、水加入反应釜中，在氮气气氛下水浴加热至60℃，溶胀60分钟后加热至95℃，加入BPO后搅拌反应 80分钟，冷却至室温，将产物抽滤、洗涤至中性，80℃下真空干燥 10小时，得到相容剂；

2）按配方将CPE、增塑剂、十三氟辛基三甲氧基硅烷、偶联剂、聚苯并咪唑、相容剂、补强剂、氧化镁、稳定剂加入密炼机中80℃ 下混炼12分钟，得到混炼胶，将混炼胶移至开炼机上薄通2次，摆 胶2次后与硫化剂、助硫化剂一起加入密炼机中110℃下混炼1分钟，移至开炼机薄通2次、摆胶2次后移至冷却辊冷却，得到用于电线电 缆的CPE护套材料。优选地，所述步骤A中，CPE、丙烯酸、二甲苯、水、BPO的质 量比为2:1:3:6:0.4。

有益效果：

1）十三氟辛基三甲氧基硅烷是一种氟烷基硅烷，其具有优异的憎水、憎油的特点，在偶联剂的帮助下能与CPE基体形成有效交联并均匀分布于CPE基体中，从而有效提高护套材料的耐油性能。

2）聚苯并咪唑为含两个氮原子的苯并五元杂环刚性链聚合物，其结构的特殊性使其拥有较好的耐溶剂、耐化学药品以及耐油性能， 不过其与CPE之间的相容性不佳，因此本发明通过丙烯酸制备了相容剂-CPE-丙烯酸接枝共聚物，可大大改善聚苯并咪唑与CPE之间的相容性，提高了护套材料的耐油性能；此外，共混后CPE与聚苯并咪唑形成了半互穿交联网络结构，在CPE分子链上引入了五元杂环，提高了材料的致密性，可进一步提高护套材料的耐油性能，能有效避免油污导致的性能下降。

【主要参考资料】

[1] 李淑辉，徐虹，高峰，等. 3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的合成研究[J]. 化学与粘合， 2017， 39(3): 189-191.

[2] http://baike.molbase.cn/cidian/38348.

[3] 方明珠.一种憎水防污混凝土及其制备方法.CN201410178398.8，申请日2014-04-30.

[4] 邬月良.用于电线电缆的CPE护套材料及其制备方法.CN201510197406.8，申请日2015-04-23