[發(fā)明專利]一種長鏈全氟聚醚表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710505403.5
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107349871B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張偉;劉彥軍;程思聰
• 申請（專利權(quán)）人: 龍巖思康特種化學(xué)品有限公司
• 主分類號: C08G65/00
• 分類號: C08G65/00;A62D1/02;C08G65/332;C08G65/333;B01F17/42
• 代理公司: 廈門市精誠新創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218
• 代理人: 劉小勤

本發(fā)明涉及一種長鏈全氟聚醚表面活性劑及其制備方法為：先在反應(yīng)釜中加入全氟聚醚酰氟、溶劑，邊攪拌邊加入二胺化物，加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫；之后進(jìn)行減壓處理和柱層析提純，最后將氯乙酸鹽溶液、水加入到化合物A中，加熱攪拌，反應(yīng)結(jié)束后獲得長鏈全氟聚醚表面活性劑。本發(fā)明所述的長鏈全氟聚醚表面活性劑制備方法簡單，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，易于操作；反應(yīng)條件溫和，不需要催化劑，能耗小，設(shè)備要求簡單；轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)過程無毒副產(chǎn)物排放，無污染，具有良好的環(huán)保效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面活性劑，尤其是一種長鏈全氟聚醚表面活性劑及其制備方法。

背景技術(shù)

氟表面活性劑是已知的表面活性劑中活性最高的一種，其具有“三高”、“兩憎”即高表面活性、高熱穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性、氟碳鏈段既疏水又疏油，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，例如工業(yè)中礦石的浮選，制糖，制藥，以及微生物工廠中都有廣泛應(yīng)用。

氟碳表面活性劑的應(yīng)用之一即作為水成膜泡沫滅火劑，以碳?xì)浔砻婊钚詣┡c氟碳表面活性劑為基料，并能夠在某些烴類液體表面形成一層水膜的泡沫滅火劑。普通的二氧化碳滅火劑效果不明顯，尤其在發(fā)生儲油罐等大面積的火災(zāi)情況下，傳統(tǒng)的滅火工藝有一定的局限性，就需要一種鋪展性好，抗燒效果顯著，此時，含氟表面活性劑就表現(xiàn)出了獨特的滅火性能。其特點是滅火時，形成的泡沫可以很好地鋪展在油面上形成一層水膜，這層水膜可以隔絕空氣，降低油面溫度，從而起到快速滅火作用，由于滅火劑中加入了含氟表面活性劑，大大降低了水的表面張力，迅速鋪展，泡沫也迅速鋪展，相當(dāng)于兩層隔膜，可用于撲滅各種包括油類在內(nèi)的非溶液可燃，易燃液體發(fā)生的火災(zāi)。另外由于含氟表面活性劑的添加，降低了泡沫在液體表面流動的剪切力，提高了流動性能，從而達(dá)到快速滅火的效果。

氟碳表面活性劑的性能與其碳鏈的長度相關(guān)，長鏈的氟碳表面活性劑其流動性能更好，在滅火時能更好地快速鋪張開，從而提高其滅火性能。然而行業(yè)內(nèi)長鏈的氟碳表面活性劑合成成本較高，需要使用催化劑，后期產(chǎn)物分離困難，產(chǎn)物純度不佳，從而影響地滅火性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種長鏈全氟聚醚表面活性劑及其制備方法。該長鏈全氟聚醚表面活性劑生產(chǎn)工藝簡單，不需要使用催化劑，產(chǎn)品純度高，收率高，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

本發(fā)明所述的長鏈全氟聚醚表面活性劑的主要成分為全氟聚醚甜菜堿，其分子結(jié)構(gòu)式為CF₃(OCF₂)_nCONH(CH₂)_mN(R)(R’)CH₂COONa，其中n＝60；m＝2,3,4；R＝CH₃或C₂H₅；R’＝CH₃或C₂H₅，由于其結(jié)構(gòu)不同于小分子系列的全氟聚醚表面活性劑，且不含有磺酸基，所以其滅火效果更好，且不產(chǎn)生有毒煙霧二氧化硫。

本發(fā)明以全氟聚醚酰氟、二胺化物為原料，不需要催化劑可直接進(jìn)行氨解反應(yīng)，合成產(chǎn)物經(jīng)過柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物，再與氯乙酸鹽發(fā)生季銨化反應(yīng)，即可合成全氟聚醚表面活性劑。其中柱層析處理提高了全氟聚醚表面活性劑中有效成分的純度，且分離技術(shù)安全可靠，避免了反應(yīng)環(huán)境中的其它無用組分在滅火時產(chǎn)生有害氣體，具有良好的環(huán)保效果。

本發(fā)明所述的制備方法中，減壓處理步驟非常關(guān)鍵，如果沒有減壓步驟，將無法合成目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明將氨解反應(yīng)后的產(chǎn)物加熱到100℃，使用真空泵減壓抽2-4h，改變了反應(yīng)的內(nèi)環(huán)境，從而保證了碳鏈的有序增長，副反應(yīng)非常少，季銨化反應(yīng)才能成功進(jìn)行。

具體方案如下：

一種長鏈全氟聚醚表面活性劑，按照以下步驟制備得到：

氨解反應(yīng)：于反應(yīng)釜中加入全氟聚醚酰氟、溶劑，邊攪拌邊加入二胺化物，加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫；