專(zhuān)利名稱(chēng)：一種全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑的合成方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的表面活性劑主要有碳?xì)浔砻婊钚詣┖秃砻婊钚詣?。普通的碳?xì)浔砻婊?性劑由于表面張力大，耐溫性能不理想，并且用量大。含氟表面活性劑具有低表面張力，優(yōu) 良的耐高溫、低溫特性，用量少的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在涂料、油墨、粘合劑等領(lǐng)域作為 消泡劑、分散劑和乳化劑。但由于其采用電解方法生產(chǎn)，導(dǎo)致成本高、污染大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種生產(chǎn)成本低、無(wú)污染、表面張力低、溶解性 好，耐高低溫性能理想，能應(yīng)用于涂料、油墨、粘合劑等領(lǐng)域作為消泡劑、分散劑和乳化劑使 用的全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑的合成方法，將按重量份數(shù)計(jì)以 200-465份全氟烷基乙醇與15-45份五氧化二磷或三氯氧磷混合作為主單體，將該混合物 在60-200°C進(jìn)行熱回流反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2-6小時(shí)，分離后獲得中間產(chǎn)物；再與7-30份堿 液進(jìn)行反應(yīng)，所述的堿液為KOH溶液、NaOH溶液、氨水中一種，將獲得的產(chǎn)物進(jìn)行分離，獲 得目標(biāo)產(chǎn)物。上述的全氟烷基乙醇的分子結(jié)構(gòu)中碳氟鍵的個(gè)數(shù)是4 18的偶數(shù)。上述的反應(yīng)溫度為100-150°C，反應(yīng)時(shí)間為3-4小時(shí)。上述在熱回流反應(yīng)前還加入溶劑，所述的溶劑為丙酮或異丙醇，溶劑與全氟烷基 乙醇的重量比為1 :1. 6 1 :4. 23。上述的全氟烷基乙醇在與五氧化二磷或三氯氧磷混合前先升溫至60-120°C，以使 攪拌效果更理想。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用全氟烷基乙醇為原料，原料易得，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，整個(gè)反應(yīng) 過(guò)程平穩(wěn)、安全，可以降低成本30%以上，最終獲得含氟表面活性劑性能優(yōu)異，收率可達(dá)到 90%以上，表面張力在18達(dá)因/厘米以下。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)、分水器、投料口，氮?dú)鈱?dǎo)管的500ml四口燒瓶中，加入 全氟癸基乙醇200g，開(kāi)動(dòng)攪拌器用氮?dú)庵脫Q三次后將四口燒瓶?jī)?nèi)溫度升高到100°C，分批 加入P2O5 15g,每次加入5g，反應(yīng)開(kāi)始，將反應(yīng)溫度控制在120-150°C，在反應(yīng)過(guò)程中用分水 器將反應(yīng)過(guò)程中的水分離，反應(yīng)時(shí)間4h，燒瓶混合物內(nèi)有少量未反應(yīng)的白色塊狀物質(zhì)。將反應(yīng)物料降溫40°C過(guò)濾后獲得200g中間產(chǎn)物，再加入到含量為觀％的氨水12g攪拌后，脫 氣、脫水獲得202g目標(biāo)產(chǎn)物，具有F(CF2)lclCH2CH202P0(ONH4)的分子結(jié)構(gòu)，收率為95%。經(jīng) 測(cè)量目標(biāo)產(chǎn)物用量為0. 5%的水溶液最低表面張力為16達(dá)因/厘米。實(shí)施例2
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)、分水器、投料口，氮?dú)鈱?dǎo)管的500ml四口燒瓶中，加入 全氟癸基乙醇200g，加入異丙醇125 g，開(kāi)動(dòng)攪拌器用氮?dú)庵脫Q三次后將四口燒瓶?jī)?nèi)溫度 升高到60°C，分批加入P2O5 15g,每次加入5g，反應(yīng)開(kāi)始，將反應(yīng)溫度控制在60-90°C，在反 應(yīng)過(guò)程中用分水器將反應(yīng)過(guò)程中的水分離，反應(yīng)時(shí)間他，燒瓶混合物內(nèi)有少量未反應(yīng)的白 色塊狀物質(zhì)。將反應(yīng)物料降溫至35°C過(guò)濾后獲得320g物質(zhì)，精餾回收異丙醇獲得中間產(chǎn) 物200g，再加入30%氫氧化鈉水溶液7g，攪拌Ih后脫水過(guò)濾獲得203g目標(biāo)產(chǎn)物，分子結(jié)構(gòu)F (CF2) 10CH2CH20]2P0 (ONa)，收率為 96%。實(shí)施例3
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)、分水器、氮?dú)鈱?dǎo)管的500ml四口燒瓶中，加入全氟已基 乙醇F (CF2)6CH2CH2OH 364g，加入異丙醇100g，開(kāi)動(dòng)攪拌器將通入氮?dú)鉁囟壬叩?20°C，分 批加入P2O5 45g,每次加入5g，反應(yīng)開(kāi)始，將反應(yīng)溫度維持在170-200°C，在反應(yīng)過(guò)程中用分 水器將反應(yīng)得水分離，反應(yīng)時(shí)間池，燒瓶混合物內(nèi)有少量未反應(yīng)的白色塊狀物質(zhì)。將反應(yīng)物 料降溫至45°C過(guò)濾后獲得380g中間產(chǎn)物，再加入含量為28%的30g氨水中攪拌后，脫氣、脫 水獲得388g目標(biāo)產(chǎn)物具有F(CF2)6CH2CH202P0(ONH4)的分子結(jié)構(gòu)，收率為96%。實(shí)施例4
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)、分水器、氮?dú)鈱?dǎo)管的500ml四口燒瓶中，加入全氟辛基 乙醇F (CF2)8CH2CH2OH 464g，加入異丙醇110g，開(kāi)動(dòng)攪拌器將通入氮?dú)鉁囟壬叩?00°C，分 批加入P2O5 40g,每次加入5g，溫度逐漸升高，反應(yīng)開(kāi)始，將反應(yīng)溫度維持在120-150°C，在 反應(yīng)過(guò)程中用分水器將反應(yīng)得水分離，反應(yīng)時(shí)間池，燒瓶混合物內(nèi)有少量未反應(yīng)的白色塊 狀物質(zhì)。將反應(yīng)物料降溫至38°C過(guò)濾后獲得473g中間產(chǎn)物，再加入到含量為28%的30g氨 水中攪拌后，脫氣、脫水獲得481g目標(biāo)產(chǎn)物具有F(CF2)SCH2CH2O2P0(ONH4)的分子結(jié)構(gòu)，收 率為98% ；經(jīng)測(cè)量目標(biāo)產(chǎn)物用量為0. 15%的水溶液最低表面張力為18達(dá)因/厘米。實(shí)施例5
在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)、分水器、氮?dú)鈱?dǎo)管的500ml四口燒瓶中，加入全氟辛基 乙醇F(CF2)8CH2CH2OH的純物質(zhì)234g，開(kāi)動(dòng)攪拌器將通入氮?dú)鉁囟壬叩?00°C，分批加入 P2O5 20g,每次加入5g，溫度逐漸升高，反應(yīng)開(kāi)始，將反應(yīng)溫度維持在100-13(TC，在反應(yīng)過(guò) 程中用分水器將反應(yīng)得水分離，反應(yīng)時(shí)間紐，燒瓶混合物內(nèi)有少量未反應(yīng)的白色塊狀物質(zhì)。 將反應(yīng)物料降溫至45°C過(guò)濾后獲得473g中間產(chǎn)物，再加入到30%氫氧化鉀水溶液IOg中攪 拌后，脫氣、脫水獲得目標(biāo)產(chǎn)物具有F(CF2) SCH2CH2O2P0(OK)的分子結(jié)構(gòu)，收率為91%。經(jīng) 測(cè)量目標(biāo)產(chǎn)物用量為0. 3%的水溶液最低表面張力16達(dá)因/厘米。上述實(shí)施例1-實(shí)施例5中的全氟烷基乙醇可由全氟烷基乙基碘與氫氧化鉀反應(yīng) 制得。上述實(shí)施例1-實(shí)施例5中的P2O5可用三氯氧磷替代，異丙醇可用丙酮替代。
權(quán)利要求
1.一種全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑的合成方法，其特征是將按重量 份數(shù)計(jì)以200-465份全氟烷基乙醇與15-45份五氧化二磷或三氯氧磷混合作為主單體，混 合后在60-200°C進(jìn)行熱回流反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2-6小時(shí)，分離后獲得中間產(chǎn)物；再與7-30 份堿液進(jìn)行反應(yīng)，所述的堿液為KOH溶液、NaOH溶液、氨水中一種，將獲得的產(chǎn)物進(jìn)行分 離，獲得目標(biāo)產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑的合成方法，其 特征是全氟烷基乙醇的分子結(jié)構(gòu)中碳氟鍵的個(gè)數(shù)是4 18的偶數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑的合成方法，其 特征是反應(yīng)溫度為100-150°C，反應(yīng)時(shí)間為3-4小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑的合成方法，其 特征是在熱回流反應(yīng)前還加入溶劑，所述的溶劑為丙酮或異丙醇，溶劑與全氟烷基乙醇的 重量比為1 :1. 6 1 4. 23。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑的合成方法，其 特征是所述的全氟烷基乙醇在與五氧化二磷或三氯氧磷混合前先升溫至60-120°C。
全文摘要
一種全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性劑的合成方法，將按重量份數(shù)計(jì)以200-465份全氟烷基乙醇與15-45份五氧化二磷或三氯氧磷混合作為主單體，將該混合物在60-200℃進(jìn)行熱回流反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2-6小時(shí)，分離后獲得中間產(chǎn)物；再與7-30份堿液進(jìn)行反應(yīng)，所述的堿液為KOH溶液、NaOH溶液、氨水中一種，將獲得的產(chǎn)物進(jìn)行分離，獲得目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明采用全氟烷基乙醇為原料，原料易得，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)、安全，可以降低成本30%以上，最終獲得含氟表面活性劑性能優(yōu)異，收率可達(dá)到90%以上，表面張力在18達(dá)因/厘米以下。
文檔編號(hào)C07F9/09GK102079756SQ201010607070
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者孫百開(kāi), 魏奇, 魏瀟 申請(qǐng)人:錦州惠發(fā)天合化學(xué)有限公司