氟磷酸酯表面活性劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通過使液體與部分氟化的磷酸根與銨陽離子(NH2R1R2)+接觸，能夠向液體賦予表面效應(yīng)的組合物，其中R1和R2獨(dú)立地為直鏈或支化有機(jī)基團(tuán)，所述有機(jī)基團(tuán)包含至少一個(gè)羧化結(jié)構(gòu)部分和一個(gè)氨基結(jié)構(gòu)部分，并且任選被含氧、硫或氮的結(jié)構(gòu)部分，或被包含至多10個(gè)碳原子的環(huán)烷基或芳基結(jié)構(gòu)部分取代、插入或取代和插入兩者。
【專利說明】氟磷酸酯表面活性劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明領(lǐng)域涉及氟磷酸酯以及它們作為表面活性劑、涂料或處理劑的添加劑向用此類組合物涂覆的基底賦予拒水性和拒油性的用途。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，氟烷基磷酸酯表面活性劑和表面處理劑包含多個(gè)含氟化合物鏈，在給定濃度下包含較高百分比的氟，并且由于它們被認(rèn)為提供更好的性能而通常使用。然而，氟化原料較昂貴并且供應(yīng)不足。期望減少這些表面活性劑中氟化原料的量，同時(shí)維持相同或更好的性能。減少所需氟化起始組分的量將不僅降低成本，而且縮短循環(huán)時(shí)間，因?yàn)楸砻婊钚詣┥a(chǎn)中所需的步驟更少，并且需要更少的能量。降低氟含量將降低成本，但維持產(chǎn)品的性能是必要的。
[0003]Brace 和 Mackenzie 在美國專利 3，083，224 中描述了具有式[CmF2m+1CnH2n0]yP0(0M)3_y的混合氟烷基磷酸酯，其中m為4至12，η為I至16，并且y平均為1.0至2.5。Brace和Mackenze描述了它們作為拒油劑的用途，尤其是當(dāng)y為2時(shí)。
[0004]具有銨作為抗衡離子的磷酸酯表面活性劑可潛在地將氨釋放到環(huán)境中?？晒┻x擇的抗衡離子需要能夠提供穩(wěn)定的表面活性劑，同時(shí)還不向表面活性劑性能提供不利的影響。
[0005]希望改善表面活性劑性能，具體地，降低涂料組合物中的表面張力，同時(shí)使用較少的氟化原料和不是簡單銨化合物的抗衡離子。還希望向涂覆的表面賦予改善的表面效應(yīng)。本發(fā)明提供了增加表面活性劑性能的方法，以及向涂覆的表面賦予改善的表面效應(yīng)，同時(shí)利用較少氟化原料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明含有包含式1、式II或式III的組合物
[0007]

【權(quán)利要求】
1.組合物，包含式1、式II或式III
其中 Rf為任選被一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)醚氧原子插入的C1-C6直鏈或支化全氟烷基； X為I至2 ;
A 為(CH2)k, (CH2CF2)m(CH2)n, (CH2)0SO2N(CH3) (CH2)p'O(CF2)2 (CH2)r 或 OCHFCF2Oe ； Z為O或S ; m為I至4 ; k、η、O、P和r各自獨(dú)立地為I至20 ; E為任選被氧、硫或氮原子插入的C2-C2tl直鏈或支化烷基基團(tuán)；環(huán)烷基基團(tuán)或C6-Cltl芳基基團(tuán); R為任選被雜原子插入的C2-C6tl直鏈或支化烷基基團(tuán)，所述雜原子選自氧、硫或氮原子；環(huán)烷基；或C6-C10芳基；前提條件是當(dāng)R大于8個(gè)碳時(shí)，雜原子與碳原子的比率為至少I.2 ;并且 M為銨陽離子(NH2R1I^)+,其中R1和R2獨(dú)立地為直鏈或支化有機(jī)基團(tuán)，所述有機(jī)基團(tuán)包含至少一個(gè)羧化結(jié)構(gòu)部分和一個(gè)氨基結(jié)構(gòu)部分，并且任選被含氧、硫或氮的結(jié)構(gòu)部分，或被包含至多10個(gè)碳原子的環(huán)烷基或芳基結(jié)構(gòu)部分取代、插入或取代和插入兩者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中&為(；-(:6直鏈全氟烷基，A為(CH2)k，并且k為2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中Rf為C4-C6直鏈全氟烷基，A為(CH2CF2)m(CH2)n，m為I,并且η為2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中Rf為C3直鏈全氟烷基，A為O(CF2)2(CH2)i，并且r為2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中M為銨陽離子(NH2R1R2)+,其中R1和R2獨(dú)立地為包含至少一個(gè)羧化結(jié)構(gòu)部分和一個(gè)氨基結(jié)構(gòu)部分的直鏈或支化有機(jī)基團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中M為
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中M為銨陽離子(NH3R)+，其中R為直鏈或支化有機(jī)基團(tuán)，所述有機(jī)基團(tuán)包含至少一個(gè)羧化結(jié)構(gòu)部分和一個(gè)氨基結(jié)構(gòu)部分，并且任選被含氧、硫或氮的結(jié)構(gòu)部分，或被包含至多10個(gè)碳原子的環(huán)烷基或芳基結(jié)構(gòu)部分取代、插入或取代和插入兩者。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其中M為
9.降低液體表面張力的方法，包括使液體接觸包含式1、式II或式III的組合物.0
其中 Rf為任選被一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)醚氧原子插入的C1-C6直鏈或支化全氟烷基； X為I至2 ;
A 為(CH2)k, (CH2CF2)m(CH2)n, (CH2)0SO2N(CH3) (CH2)p'O(CF2)2 (CH2)r 或 OCHFCF2Oe ； Z為O或S ; m為I至4 ; k、η、O、P和r各自獨(dú)立地為I至20 ; E為任選被氧、硫或氮原子插入的C2-C2tl直鏈或支化烷基基團(tuán)；環(huán)烷基基團(tuán)或C6-Cltl芳基基團(tuán); R為任選被雜原子插入的C2-C6tl直鏈或支化烷基基團(tuán)，所述雜原子選自氧、硫或氮原子；環(huán)烷基；或C6-C10芳基；前提條件是當(dāng)R大于8個(gè)碳時(shí)，雜原子與碳原子的比率為至少I.2 ;并且 M為銨陽離子(NH2R1R2)+,其中R1和R2獨(dú)立地為直鏈或支化有機(jī)基團(tuán)，所述有機(jī)基團(tuán)包含至少一個(gè)羧酸根結(jié)構(gòu)部分和一個(gè)氨基結(jié)構(gòu)部分，并且任選被含氧、硫或氮的結(jié)構(gòu)部分，或被包含至多10個(gè)碳原子的環(huán)烷基或芳基結(jié)構(gòu)部分取代、插入或取代和插入兩者。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述液體選自水、鹽水溶液、KCl溶液、鉆孔流體、井流體、用于地下地層和井孔區(qū)域的液體處理流或氣體處理流、烴、鹵化碳體系、涂料組合物、膠乳、聚合物、地板涂飾劑、地板拋光劑、滅火劑、墨、乳化劑、發(fā)泡劑、剝離劑、排斥劑、流動(dòng)改性劑、膜蒸發(fā)抑制劑、潤濕劑、滲透劑、清潔劑、研磨劑、電鍍劑、腐蝕抑制劑、蝕刻劑溶液、焊接劑、分散助劑、抗微生物劑、制漿助劑、漂洗助劑、拋光劑、個(gè)人護(hù)理組合物、干燥劑、抗靜電劑或粘結(jié)劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述涂料組合物為醇酸樹脂涂料、I型聚氨酯涂料、不飽和聚酯涂料或水分散性涂料。
12.組合物,包含根據(jù)權(quán)利要求9處理的液體。
13.向基底賦予表面效應(yīng)的方法，包括使所述基底的表面的至少一部分與涂料組合物接觸，所述涂料組合物含有包含式1、式II或式III的組合物.0
其中 Rf為任選被一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)醚氧原子插入的C1-C6直鏈或支化全氟烷基； X為I至2 ;
A 為(CH2)k, (CH2CF2)m(CH2)n, (CH2)0SO2N(CH3) (CH2)p'O(CF2)2 (CH2)r 或 OCHFCF2Oe ； Z為O或S ; m為I至4 ; k、η、O、P和r各自獨(dú)立地為I至20 ; E為任選被氧、硫或氮原子插入的C2-C2tl直鏈或支化烷基基團(tuán)；環(huán)烷基基團(tuán)或C6-Cltl芳基基團(tuán); R為任選被雜原子插入的C2-C6tl直鏈或支化烷基基團(tuán)，所述雜原子選自氧、硫或氮原子；環(huán)烷基；或C6-C10芳基；前提條件是當(dāng)R大于8個(gè)碳時(shí)，雜原子與碳原子的比率為至少I.2 ;并且 M為銨陽離子(NH2R1R2)+,其中R1和R2獨(dú)立地為直鏈或支化有機(jī)基團(tuán)，所述有機(jī)基團(tuán)包含至少一個(gè)羧化結(jié)構(gòu)部分和一個(gè)氨基結(jié)構(gòu)部分，并且任選被含氧、硫或氮的結(jié)構(gòu)部分，或被包含至多10個(gè)碳原子的環(huán)烷基或芳基結(jié)構(gòu)部分取代、插入或取代和插入兩者。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述涂料組合物為醇酸樹脂涂料、I型聚氨酯涂料、不飽和聚酯涂料或水分散性涂料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述涂料組合物在與包含式1、式II或式III的組合物接觸之前，施用于所述基底。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述表面效應(yīng)為降低表面張力、拒水性、拒油性、防污性、防垢性、以及抗粘連性、增加的接觸角、潤濕性和流平性。
17.基底，所述基 底是根據(jù)權(quán)利要求13的方法處理的。
【文檔編號(hào)】C11D1/00GK104080899SQ201280054678
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月4日
【發(fā)明者】S.彭, A.M.亞克, X.孟 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司