[發明專利]一種陰離子型氟碳表面活性劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210108309.3
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102631863A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 李慧;鄭文靜;趙萌;滕福愛;王智輝;韓哲文
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;無錫永高新材料科技有限公司
• 主分類號: B01F17/02
• 分類號: B01F17/02;C07C305/04;C07C303/24
• 代理公司: 無錫華源專利事務所 32228
• 代理人: 聶漢欽

技術領域

本發明涉及氟碳表面活性劑及其制備方法，尤其涉及陰離子型氟碳表面活性劑及其制備方法。

背景技術

氟碳表面活性劑具有高表面活性、高熱穩定性和高化學穩定性、既憎水又憎油的特點，被廣泛應用于化學、化工、紡織、皮革、建筑、石油、消防等多個領域。目前廣泛應用的氟碳表面活性劑是全氟辛基磺酸鹽（PFOS）和全氟辛酸鹽（PFOA）。它們被廣泛應用于紡織品、地毯、紙、涂料、消防泡沫、影像材料、航空液壓油等各個領域。因為PFOS和PFOA是目前世界上發現的最難降解的有機污染物之一，具有很高的生物積累能力。歐盟于2006年起開始限制PFOS和PFOA的銷售和使用，并將于2015年全面禁止使用。

研究表明，PFOS和PFOA的環境問題的來源是來自于此類表面活性劑中含C8（八碳全氟鏈段），它能夠拒水拒油，具有生物累積性，極難分解。除了PFOA和PFOS外，其它只要能產生C8全氟鏈段的化合物都存在類似問題。

鑒于此，提供一種產品性能優異且符合當前環保要求的氟碳表面活性劑及其簡便經濟的制備方法，替代現有PFOS和PFOA氟碳表面活性劑，成為現實中需要解決的迫切技術問題。

發明內容

本發明的一個目的在于，提供另一種陰離子型氟碳表面活性劑，作為PFOS和PFOA的替代品，其全氟鏈的碳原子數比PFOS和PFOA更低，而且產品性能優異，符合當前環保要求；本發明的另一個目的在于，提供上述陰離子型氟碳表面活性劑的制備方法，所述方法簡便經濟，適于工業化生產。

本發明的技術方案如下：

本陰離子型氟碳表面活性劑的通式為C₆F₁₃CH₂CH₂OSO₃M，其中M表示Na⁺或K⁺。

上述述陰離子型氟碳表面活性劑的制備方法，其特征在于：將全氟己基乙醇（C₆F₁₃CH₂CH₂OH）與氯磺酸反應，再用氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液中和，將中和反應后的產物提純干燥，制得成品；

本發明的反應式為：

其中M表示鈉離子或鉀離子，MOH表示氫氧化鈉或氫氧化鉀。

上述制備方法進一步的技術方案在于：

所述全氟己基乙醇與氯磺酸的當量比為1：1～1：1.2。

所述反應的反應溫度為0～40℃，反應時間為0.5～3小時。

所述氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液濃度為5%～40%。

所述中和反應后產物的pH值為7.0～8.5。

所述提純方法如下：

將所述中和反應后產物中的水除去，加入甲醇溶解反應產物，將不溶于甲醇的少量無機雜質過濾后，將反應產物甲醇溶液中的甲醇蒸發，所得固態反應產物再用丙酮洗滌，除去少量有機雜質，得到白色成品。該方法適合于實驗室，所得成品具有更高純度；

或者，所述中和反應后的產物中按質量比0.05%～0.5%加入雙氧水進行漂白，氧化少量有機雜質，將產物濃縮并噴霧干燥，得到成品。該方法適合于工業化生產，所得成品純度稍低。

所述干燥的方法為烘干干燥或噴霧干燥。

本發明的有益技術效果在于：

本發明產品的思路是降低全氟鏈的碳原子數，將全氟己基乙醇與氯磺酸反應制備成1H,1H,2H,2H-全氟辛基硫酸鹽，在不減少碳原子數目的情況下，將全氟碳原子數目降低到6個，從而滿足環保的要求。本發明的制備方法簡便經濟，適于工業化生產。

附圖說明

圖1為本發明的分子反應式圖。

圖2為1H,1H,2H,2H-全氟辛基硫酸鈉的¹H?NMR譜。

圖3為1H,1H,2H,2H-全氟辛基硫酸鈉的¹⁹F?NMR譜。

圖4為1H,1H,2H,2H-全氟辛基硫酸鈉的表面張力曲線。

圖5為1H,1H,2H,2H-全氟辛基硫酸鉀的表面張力曲線。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體描述。有必要在此指出的是，以下實施例只用于對本發明作進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的專業技術人員根據本發明的內容作出的一些非本質的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。

實施例1