02NR-,-0P(0) (0R)0-, S (0),-oc (0)-,-NRC (0)-或者-NRS02-,其中R為Η或CfC6烷基。有利地,X是-s-。
[0025]Y可以是-C0NHR,-C02H,-C02R,-0C(0)R或者-C6H4S03M,其中R為Η或 基,并且Μ是金屬離子。R'可以是烷基。有利地,Y為C0NH2并且R'為Η。當(dāng)Y為-C6H4S03M時(shí),Μ有利地為堿金屬離子,如Na+。在-C6H4S03M中磺酸基團(tuán)可以在2-、3_或 4- 位,但是有利地在4-位。
[0026] 在一個(gè)特別有利的實(shí)施方案中,Rf為C6F13,A為-CH2CH2-S-,m為4,并且X為-S-。
[0027] 通式I的組成通過(guò)聚合反應(yīng)制備,如下面更詳細(xì)的說(shuō)明,并且因此該組成將包含 不同P值的分子,取決于聚合反應(yīng)條件的選擇和隨后的純化方法。有利地,P平均為2-100, 并且通常為4-20。
[0028] 上述表面活性劑組成有利地用于基本上不包含超過(guò)6個(gè)碳原子的全氟烷基的任 何表面活性劑的組成。在本發(fā)明上下文中組成是基本上不含有一種組分時(shí),則當(dāng)該組分存 在時(shí),如果有也在微量(雜質(zhì))水平,即太低而以致于實(shí)質(zhì)上不能影響組成性能。
[0029] 表面活性劑的重均分子量將隨Rf、A、m、X、p、R'和Y的性質(zhì)而變化,但是有利地為 750-7500,雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到分子量超過(guò)或低于該范圍仍可以使用。
[0030] 在一個(gè)具體實(shí)施方案中,所述表面活性劑具有通式
[0031]
[0032] 其中p為 2-100, 2-50,4-50 或 4-20。
[0033] 表面活性劑的合成
[0034] 表面活性劑可以使用有機(jī)合成和聚合物合成領(lǐng)域中公知的方法來(lái)制備。從廣義上 講,連接基團(tuán)A是市售原料使用公知的烷基化或者?;磻?yīng)形成的,并且將所得的化合 物用于與丙烯酸或苯乙烯衍生物的聚合反應(yīng)。
[0035] 例如,當(dāng)A是-CH2CH2_S-,并且X也是S,則全氟己基乙基硫醇可以在三乙 胺催化下與過(guò)量的二氯丁燒反應(yīng)。反應(yīng)完成之后,過(guò)量二氯丁燒通過(guò)蒸發(fā)除去,提供 RfCH2CH2S(CH2)4C1。這一化合物接下來(lái)與硫脲反應(yīng),隨后通過(guò)二胺將該氯化物轉(zhuǎn)化為硫醇, 提供RfCH2CH2S(CH2) 4SH。然后該硫醇與丙烯酸衍生物、苯乙烯或乙烯醚在合適的聚合引發(fā)劑 存在的情況下反應(yīng)。
[0036] 該丙烯酸衍生物具有通式結(jié)構(gòu)II
[0037] II
[0038] 其中Y為-CONHR,-0C(0)R,-C02H,-C02R或者-C6H4S03M,R' 為Η或者C「C6烷基, 并且Μ為金屬離子。
[0039] 合適的引發(fā)劑在本領(lǐng)域是公知的并且包括市售的偶氮類和過(guò)氧化物類化合物,例 如,過(guò)二碳酸二環(huán)己酯、過(guò)氧化苯甲?;蛘叨宥』^(guò)氧化物。該聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度可以 根據(jù)需要而變化并且可介于〇°C和150Γ之間,但是一般將反應(yīng)溫度方便地設(shè)定為該反應(yīng) 溶劑(如叔丁醇、異丙醇或各種二醇和二醇醚)的回流溫度并且有利地介于約60°C和90°C 之間。所得聚合物具有結(jié)構(gòu):
[0040]
[0041] 期望的p值可以使用公知的方法例如調(diào)整反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量和反應(yīng)條件來(lái)改變。
[0042] 制備A和X基團(tuán)可變的化合物的方法對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。例如,其中 A為-C(0)NH-并且X為-NH-的化合物,可以通過(guò)RfCH2CH2C0Cl與NH2 (CH2) 4NH2反應(yīng)制備以 提供RfCH2CH2S(CH2)4NH2,然后可以與例如聚丙烯酰胺反應(yīng)以得到所需的聚合物。根據(jù)需要, 本領(lǐng)域技術(shù)人員了解A和X的其他組合都可以通過(guò)同樣簡(jiǎn)單直接的方式使用公知的并且傳 統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)反應(yīng),如親核的硫醇、胺或醇等等的烷基化、?;?、磺酰基化等等來(lái)制備。
[0043] 包含該含氟聚合物的組合物
[0044] 上述含氟表面活性劑可以用于制備含水滅火組合物濃縮液以有效用于制備水成 膜泡沫,包括耐醇性水成膜泡沫。具體來(lái)說(shuō),該含氟聚合物可以用于制備AFFF和AR-AFFF濃 縮液,其中該濃縮液組合物基本上不含任何含有多于6個(gè)碳原子的全氟烷基基團(tuán)的表面活 性劑。含有含氟表面活性劑的AFFF和AR-AFFF濃縮液是本領(lǐng)域已知的并且本文所述含氟 表面活性劑可以用于替代本領(lǐng)域已知的濃縮液中使用的一部分或全部的含氟表面活性劑。 例如參見US專利No. 7011763,其內(nèi)容通過(guò)引用的方式在此全部引入。
[0045] 由本文所述含氟表面活性劑制備的濃縮液對(duì)于滅火UL162B類極性(水溶性 的)和非極性(不溶于水的)液體燃料的火災(zāi)是有用的。所述濃縮液還滿足EN1568-3和 EN1568-4闡明的標(biāo)準(zhǔn)。用于確定所述濃縮液中使用的含氟表面聚合物的有效量的方法是本 領(lǐng)域公知的。
[0046] AFFF和AR-AFFF的濃縮液可以以任何合適的濃度生產(chǎn),包括但不限于1、3和6% (w/w)泡沫濃縮液,這些是商業(yè)上通??捎玫臐舛取R部梢灾苽湫∮? % (w/w)或大于6% (w/w)的濃縮液。如本文中所用,用于濃縮液使用的最小編號(hào)的濃度指示最大濃縮的產(chǎn)品, 那就是說(shuō),該百分比標(biāo)識(shí)是指泡沫濃縮液與水的配比比例。因此,使用1份1%濃縮液與99 份水得到100份使用濃度的預(yù)混物;類似地,3份3%濃縮液與97份水得到100份使用濃度 的預(yù)混物。如本文所用,術(shù)語(yǔ)"水"可以包括純水、去離子水或蒸餾水、自來(lái)水或淡水、海水、 鹽水或者水溶液或含水的溶液或者混合物,能夠用作滅火組合物的水組分。
[0047] 用于制備AFFF濃縮液的常規(guī)組分和常規(guī)%濃度(w/w)如下表所示。
[0048]
[0049]
[0050] 用于制備AR-AFFF濃縮液的常規(guī)組分和常規(guī)%濃度(w/w)如下表所示。
[0051]
[0052] 相對(duì)于3%的液體濃縮液減少或增加上述組分以制備6%和1 %或其它濃度的合 成液體泡沫濃縮液。因此,對(duì)于1 %的濃縮液,上述含量可能增加到3倍,而對(duì)于6 %的濃縮 液,上述含量可能減少一半。
[0053] 通常泡沫濃縮液的組分包括:
[0054] C6含氟表面活性劑組分
[0055] 本文所述(:6表面活性劑可以按有效量用于AFFF和AR-AFFF濃縮液中以提供所需 的泡沫性能。通常對(duì)于表面活性劑wt%范圍是0. 1-4%,有利地0. 1-2%,但是如果需要可 以使用更高的含量。
[0056] 碳?xì)浔砻婊钚詣?br>[0057] 兩性碳?xì)浔砻婊钚詣┌ǖ幌抻谠谕环肿又邪被汪然⒒撬峄约傲?酸酯基團(tuán)等等的那些表面活性劑。更高烷基(C6_C14)甜菜堿和硫代甜菜堿都包括在這一類 中。市售產(chǎn)品包括ChembetaineCAS(Lubrizol公司)和MirataineCS(Rhodia),這兩個(gè)硫 代甜菜堿和Deriphat160C(BASF)、C12氨基-二羧酸酯。這些產(chǎn)品是成泡劑并且?guī)椭档?水溶液的界面張力。
[0058] 陰離子碳?xì)浔砻婊钚詣┌ǖ幌抻谕榛人猁}、硫酸鹽、磺酸鹽和它們的乙氧 基化衍生物。堿金屬和銨鹽都是合適的。CS_C16碳?xì)浔砻婊钚詣┦呛线m的,有利地包括 。8_。10〇
[0059] 非離子碳?xì)浔砻婊钚詣┯兄诮档徒缑鎻埩驮鋈芷渌M分,特別是在硬水、海 水或鹽水溶液中。它們還起到控制泡沫脫水、泡沫流動(dòng)性和泡沫膨脹的作用。合適的非離 子表面活性劑包括但不限于烷基酚、直鏈或支鏈醇、脂肪酸、烷基胺、烷基酰胺和炔二醇、烷 基糖苷和多糖苷的聚氧乙烯衍生物,如US專利No. 5207932 (在此通過(guò)引用引入)和其他中 所定義的,以及聚氧乙烯和聚氧丙烯單元的嵌段聚合物。
[0060] 其他碳氟表面活性劑
[0061] 含氟化學(xué)表面活性劑一般是單個(gè)全氟代鏈端分子并且也可具有多個(gè)親水端。有利 地該含氟化學(xué)表面活性劑包含不長(zhǎng)于c6的全氟烷基,但是Cjp更長(zhǎng)的含氟表面活性劑也可 以使用。合適的含氟化學(xué)表面活性劑的例子包括W0/2012/045080中記載的那些。
[0062] 泡沫助劑
[0063] 可以使