[發(fā)明專利]一種處理全氟聚醚羧酸制得的非離子型表面活性劑及其制備方法

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• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN115725065A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張秀蘭;劉皓
• 申請（專利權(quán)）人: 成都晨光博達(dá)新材料股份有限公司
• 主分類號: C08G65/00
• 分類號: C08G65/00;C08G81/00;C09K23/44
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙麗

1.一種處理全氟聚醚羧酸制得的非離子型表面活性劑，其特征在于：將生產(chǎn)陰離子型全氟聚醚表面活性劑反應(yīng)中的平均分子量為500-1000的全氟聚醚羧酸與聚乙二醇和/或聚乙二醇單甲醚反應(yīng)得到全氟聚醚聚乙二醇/聚乙二醇單甲醚酯全氟聚醚非離子型表面活性劑，所述非離子型含氟聚醚表面活性劑的結(jié)構(gòu)通式如下：

CF₃-O-(-CF₃CF-CF₂-O-)_m-(-CF₂-O-)_n-COO-[-CH₂-CH₂-O-]_m-H，

其中，m為1~10，n/m為0.01~0.05，所述該全氟聚醚非離子型表面活性劑應(yīng)滿足：

臨界膠束濃度表面張力：15-30mN/m；

臨界膠束濃度：0.1-0.6%；

重均分子量：600-1200；

單分散系數(shù)：≤1.2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理全氟聚醚羧酸制得的非離子型表面活性劑，其特征在于：所述全氟聚醚羧酸由全氟烯烴、氧氣和第三單體在-20~-25℃、常壓下依次經(jīng)光氧化、水解、除過氧處理后制得，所述的第三單體為至少含一個(gè)非氟原子的烯烴或炔烴，所述全氟聚醚羧酸的結(jié)構(gòu)通式如下：

CF₃-O-(-CF₃CF-CF₂-O-)_m-(-CF₂-O-)_n-COOH，

其中，m為1~10，n/m為0.01~0.05，所述該全氟聚醚羧酸滿足：

酸值：＜150mg/g；

過氧值：0.001~1%；

沸點(diǎn)：110-320℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種處理全氟聚醚羧酸制得的非離子型表面活性劑，其特征在于：所述聚乙二醇選用分子量為200/400/600的一種或多種，所述聚乙二醇單甲醚為分子量為200/400/600的一種或多種。

4.一種非離子型表面活性劑的制備方法，其特征在于，如權(quán)利要求1所述的處理全氟聚醚羧酸制得的非離子型表面活性劑，包括以下步驟：

a1.取生產(chǎn)陰離子型全氟聚醚表面活性劑反應(yīng)中收集的分子量為500-1000的中間產(chǎn)物全氟聚醚羧酸，取分子量200/400/600的聚乙二醇和/或聚乙二醇單甲醚，并按全氟聚醚羧酸與聚乙二醇和/或聚乙二醇單甲醚按摩爾比1:1.0-1.5稱取反應(yīng)物，備用；

b1.先將聚乙二醇和/或聚乙二醇單甲醚加入反應(yīng)器中，進(jìn)行攪拌，溫度控制在105-200℃范圍，再將全氟聚醚羧酸加入反應(yīng)器中，繼續(xù)攪拌4-10h，得到非離子型含氟聚醚表面活性劑的粗產(chǎn)物；

c1.再將步驟b1中的粗產(chǎn)物分離純化，得到的全氟聚醚聚乙二醇/聚乙二醇單甲醚酯全氟聚醚非離子型表面活性劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非離子型表面活性劑的制備方法，其特征在于，所述步驟b1中，加入的全氟聚醚羧酸的速率為15-40g/min。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種非離子型表面活性劑的制備方法，其特征在于：所述步驟c1中，粗產(chǎn)物分離純化的步驟為：

a2、將得到的非離子型含氟聚醚表面活性劑粗產(chǎn)物與飽和碳酸鈉溶液按照質(zhì)量比1.0-3.0：1混合均勻，在室溫下攪拌0.5-2h后，置于分液裝置中靜置、分相后，取油相，得到產(chǎn)物一；

b2、再將步驟a2中得到的產(chǎn)物一與飽和氯化鈉溶液按照質(zhì)量比1.0-3.0:1混合均勻后，20-50℃條件下攪拌0.5-2h后，置于分液裝置中靜置、分相后，取油相，得到產(chǎn)物二；

c2、再將步驟b2中得到的產(chǎn)物二，置于真空干燥箱內(nèi)，在50-85℃，真空度-0.08~-0.095條件下，干燥4-8h，過濾，得到純化后的全氟聚醚聚乙二醇/聚乙二醇單甲醚酯全氟聚醚非離子型表面活性劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種非離子型表面活性劑的制備方法，其特征在于：所述步驟c2中的過濾為在真空條件下抽濾，過濾精度為100-300目。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種非離子型表面活性劑的制備方法，其特征在于：所述步驟a1中，生產(chǎn)陰離子型全氟聚醚表面活性劑包括以下步驟：

a3.取全氟烯烴，并將其溫度控制在-20~-25℃，在將氧氣和至少含一個(gè)非氟原子的烯烴或炔烴的第三單體組成的混合氣體通入全氟烯烴中，保持紫外光燈照射和通氣時(shí)間為2-12h后，經(jīng)室溫蒸發(fā)后回收未反應(yīng)的全氟烯烴，制得含酰氟端基產(chǎn)物；

b3.將去離子水和含酰氟端基產(chǎn)物混合后，攪拌控制步驟a3制備物料中液相流體的溫度為30~50℃，繼續(xù)向制備物料中加入含酰氟端基產(chǎn)物，加入速度為10-60L/h，攪拌時(shí)間控制在1~5h；

c3.再將步驟b3中的得到的粗產(chǎn)物靜置分層，去除上層清液后得到一端為羧基的含氟低聚物；

d3.將含氟低聚物熱解穩(wěn)定后，根據(jù)使用需求精餾切分，得到具有不同分子量分布的組分。