[發明專利]一種雙子型含氟表面活性劑和其制備方法及應用

有效

• 申請號: 202011570837.1
• 申請日: 2020-12-26
• 公開（公告）號: CN112691607B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 李戰雄
• 申請（專利權）人: 張家港邦力材料科技有限公司
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C09K23/54;C09K23/42;C08F114/26
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強

本發明涉及一種雙子型含氟表面活性劑和其制備方法及應用，以全氟聚醚醇（PFPE?OH）與鹵代烯丙基反應，引入不飽和雙鍵；然后在鉑催化下與甲基氫基二氯硅烷發生硅氫加成反應；得到的中間產物與碳鎂化聚乙二醇單甲醚反應，生成全氟聚醚?聚乙二醇?甲基一氯硅烷（PFPE?SiCl?PEG）；進一步水解縮合，制得雙子型含氟表面活性劑。本發明表面活性劑采用的疏水基為全氟聚醚，不但避免了常用全氟辛基磺酰胺（PFOS）和全氟辛烷磺酸（PFOA）等氟表面活性劑所采用的長碳鏈氟烷基難降解和累積毒性，且通過控制全氟聚醚鏈段分子量大小易于調控其疏水性，具有非常高的疏水效能。本發明的雙子型含氟表面活性劑制備工藝簡便，反應條件溫和，生產僅需常規設備，適合工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種雙子型含氟表面活性劑和其制備方法及應用，屬于精細化學品和助劑合成領域。

背景技術

全氟聚醚(Perfluopolyethers，PFPE)最早于20世紀60年代被發現, 是一類比較特殊的全氟高分子化合物, 其平均分子量在500～15000不等, 由于分子中不含氫元素，僅由碳、氟和氧元素組成，因此產品具有耐熱、耐氧化、耐輻射、耐腐蝕、不燃等一系列特性。

現有技術公開了一種全氟聚醚類氟碳表面活性劑及其制備方法和應用，屬于高分子表面活性劑技術領域，可作為PCR法中的油相成分使用，實現在液滴式數字PCR上應用，且液滴穩定性可以得到保證，該全氟聚醚類氟碳表面活性劑具有優越的表面性能。現有技術公開了一種長鏈全氟聚醚表面活性劑及其制備方法為：先在反應釜中加入全氟聚醚酰氟醚、溶劑，邊攪拌邊加入二胺化物，加熱反應釜，反應結束后冷卻至室溫；之后進行減壓處理和柱層析提純，最后將氯乙酸鹽溶液、水加入到化合物中，加熱攪拌，反應結束后獲得長鏈全氟聚醚表面活性劑。

按照所用單體和聚合方法的不同，全氟聚醚可以分為K型、Y型、Z型、D型4種分子結構：（1）K型結構式為CF₃CF₂CF₂O[CF(CF₃)CF₂O]nCF(CF₃)COF，它是六氟環氧丙烷(HFPO)在CsF或KF等催化作用下通過陰離子聚合形成的一系列支鏈聚合物；（2）Y型結構式為CF₃O(C₃F₆O)m(CF₂O)nCF₃，它是由六氟丙烯(HFP)在紫外光的作用下通過光氧化而形成的聚合物，分子量一般在1000～10000之間；（3）Z型結構式為CF₃(C₂F₄O)m(CF₂O)nCF₃，它是由紫外光照射下的四氟乙烯(TFE)通過光氧化作用形成的直鏈聚合物，分子量一般在1000～100000之間；（4）D型結構式為C₃F₇O(CF₂CF₂CF₂O)mC₂F₅，它是將四氟氧雜環丁烷的聚合產物直接氟化而得到的聚合物。

K型全氟聚醚屬于酰氟齊聚物，其端基具有反應性，可以進一步反應生成各種衍生物，例如全氟聚醚羧酸（PFPE-COOH）、全氟聚醚醇（PFPE-OH）、全氟聚醚端烯烴（PFPE-C=C）等，并進一步反應合成相應的氟碳表面活性劑。另外，PFOS/PFOA是一類廣受關注的新型有機污染物，具有高度的環境持久性和生物累積性。環境流行病學研究揭示了人體PFOS/PFOA暴露與多種不良健康效應之間存在高度的相關性。雖然目前對于PFOS/PFOA的毒性作用機制還不明確，但眾多的動物實驗表明，PFOS/PFOA具有肝毒性、內分泌干擾作用、胚胎毒性、生殖毒性、神經毒性和潛在致癌性等。

發明內容