含氟多季铵盐离型剂的研究

◇四川羽玺电子科技有限公司 许显成 邬 艺 陈仁秀 郑 婷

离型膜，也称为剥离膜、隔离膜、分离膜、保护膜，是在底膜上涂覆离型剂而使其表面具有分离性，离型膜具有广泛的用途[1-5]。离型膜按应用范围分，可应用在以下一些领域：塑料产品表面、金属产品表面、涂层金属产品表面、汽车产品表面、电子产品表面及其它产品表面[6-8]。

离型膜是通过在基材表明涂抹离型剂而得，因此离型剂对离型膜的性能起确定性作用。离型剂[9-12]主要分为含硅离型剂、非硅离型剂以及含氟离型剂。有机硅类的离型剂成本较低，可适用于大部分场合，但存在硅迁移的问题，而且也不适用于超轻剥离力要求的领域。含氟离型剂无硅迁移问题，是目前市场主流的离型剂品种。

1 离型剂研究进展

ZL 201611208307 .6《离型剂及离型膜》提供了一种离型剂及离型膜。该离型剂按重量百分比计包括0～30%的含氟单体、0～30%的含氟低聚物、1%～10%的光引发剂以及50%～70%的有机溶剂，且含氟单体和/或含氟低聚物的折射率小于1.42，含氟单体和含氟低聚物二者至少之一的含量不为0。但此方法选用部分含氟单体成本高，给应用推广带来了困难。

ZL 201910312931.8《一种离型剂、含有该离型剂的非硅离型膜及其制造方法》公开了一种离型剂、含有该离型剂的非硅离型膜及其制造方法，所述离型剂的主成分为含聚乙烯酯基化合物，但具体制备方法并未公布。

综合来看，现有离型剂主要技术难点在于单体制备工艺复杂，且单体成本高，不利于工业化大规模推广。下一阶段发展趋势在于使用常见廉价化工原料，且制备方法简单可行，才有利于工业化生产。

2 新型含氟多季铵盐离型剂研究

为解决传统离型剂存在问题，本课题组提出开发一类含氟多季铵盐低聚功能高分子，由一个联接基将两个或两个以上的传统分子通过化学键的作用联接在一起形成的一种新型功能结构，因此使用量较传统含氟离型剂更低，有利于节约成本。

含氟多季铵盐离型剂合成方法如下所示。

2.1 含氟中间体的合成

用乙二胺和环氧氟丙烷作为原料，无水乙醇做为溶剂，在反应过程中环氧氟丙烷取代乙二胺氮原子上的四个活泼氢，同时环氧氟丙烷发生开环反应。其中，乙二胺和环氧氟丙烷摩尔比为1:3～6，反应时间3 h～6 h，反应温度为70 ℃～95 ℃。

2.2 含氟多季铵盐离型剂的合成

长链脂肪叔胺与制备的含氟中间体在无水乙醇和去离子水作溶剂的条件下发生反应，中间体上的 F原子被长链叔胺中的 N原子进攻，并被取代，生成含氟多季铵盐离型剂。其中，含氟中间体与脂肪胺摩尔比为1:3～6，反应时间为45 min～90 min，反应温度为90 ℃～120 ℃；R为C6-C32的饱和烷烃链。

2.3 具体实验步骤

（1）含氟中间体的合成。①根据实验搭好反应所需要的实验装置并进行检查；②称取乙二胺60克，无水乙醇100克于三口烧瓶中；③称取380克环氧氟丙烷于恒压滴液漏斗中，调节滴加速度，控制恒速搅拌器的转速在250 r/min，逐渐升温至反应温度70 ℃，开始计时并维持反应温度；④待反应结束用旋转蒸发器除去多余的原料和溶剂，得所需中间体。

（2）含氟多季铵盐离型剂的合成。①根据实验搭好反应所需要的实验装置并进行检查；②取一定量的含氟中间体108克和无水乙醇200克于三口烧瓶中，取一定量的N,N-二甲基十八烷基叔胺371克于恒压滴液漏斗中，调节滴加速度和搅拌器的搅拌速度在250 r/min；③加热由快到慢，温度达到反应温度80 ℃后开始计时并维持反应温度；④反应控制在60 min，反应结束后用旋转蒸发器除去多余原料和溶剂，真空干燥得产品。

（3）产品测试：含氟多季铵盐离型剂产率88.3%，应用亚甲基蓝反向滴定法测定含氟多季铵盐离型剂的活性物含量为71.1%。

2.4 性能检测

将新制得的含氟离型剂通过乙醇稀释到10%的固含量后用涂布器涂布在50 μm的PET基材上面，控制湿膜涂布量为0.15 g/m2，然后放入80 ℃的烘箱内烘烤1 min，升温到150 ℃固化处理2 min，得到离型膜样片，用7475标准胶带测得其离型力分别为2.3g/25mm、1.8g/25mm和2.2g/25mm，性能指标均超过国内同行业技术水平。