專利名稱：：一種氟碳表面活性劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種表面活性劑及其制備方法，特別是一種非離子氟碳表面活性劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：氟碳表面活性劑主要是碳?xì)滏準(zhǔn)杷鶊F(tuán)中的氫部分或全部為氟原子所取代了的表面活性劑，它具有一系列獨(dú)特的物理化學(xué)特性和獨(dú)特的界面活性。氟表面活性劑具有"三高和兩憎"(高表面活性、高熱穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性；憎水、憎油)的獨(dú)特性能，其高表面活性和憎水憎油性能夠有效地降低水及有機(jī)溶劑的表面張力，而高熱穩(wěn)定性和高化學(xué)穩(wěn)定性能夠使其在高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿和有氧化物存在的條件下應(yīng)用，這些性能是碳?xì)浔砻婊钚詣┧患暗?。氟碳表面活性劑水溶液的最低表面張力可達(dá)20mN/m以下，甚至到15mN/m左右。表面活性高，用量少，能明顯改善介質(zhì)的潤濕性、滲透、乳化及流平性能；同時還具有卓越的僧水、僧油及防污功能。它已廣泛用于化學(xué)、機(jī)械、電子、石油、紡織、造紙、照相、油墨等工業(yè)以及家庭用品和其它領(lǐng)域。盡管其制造難度大，成本較高，銷售量遠(yuǎn)不如烴類化合物大，但在許多行業(yè)中因功能優(yōu)異、作用大、實(shí)用性強(qiáng)，占有不可替代的地位。國際上對氟碳表面性劑的研究利用較國內(nèi)成熟，專利也基本控制在美國、德國、南非等國家手中。但國外生產(chǎn)的幾種氟碳表面活性劑產(chǎn)品的價格昂貴，給用戶使用帶來了巨大的成本，難以大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。另外，現(xiàn)有的氟碳表面活性劑(杜邦、3M公司、ICI公司、大金公司等)、四氟乙烯齊聚物(上海有機(jī)化學(xué)所)和六氟丙烯齊聚物(Noes公司、旭硝子公司、三愛富公司)居多，這些氟碳表面活性劑生物降解極其緩慢，對環(huán)境危害大，杜邦公司因特氟龍產(chǎn)品中含有全氟辛酸銨而被投訴，3M公司已經(jīng)停產(chǎn)部分該類產(chǎn)品。而四氟乙烯齊聚物和六氟丙烯齊聚物基氟碳表面活性劑的表面活性遠(yuǎn)低于全氟烷基鏈基氟碳表面活性劑，同樣存在難于生物降解的環(huán)境問題。在國內(nèi)，對氟碳表面活性劑的研究也越來越多，但能工業(yè)化應(yīng)用的制備技術(shù)相對弱勢，特別是非離子氟碳表面活性劑，制備工藝合成收率比較低，產(chǎn)物成分多，提純困難，制備難度大，直接造成了表面活性及熱、化學(xué)穩(wěn)定性達(dá)不到要求，生產(chǎn)成本很高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種工藝簡單，合成收率高，生產(chǎn)成本低的氟碳表面活性劑及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種氟碳表面活性劑，其分子式為RFS02NH(CH2)nN(C2H5)20其中RF:CmFm+1;m=412;n二2或3，其特征在于，制備該氟碳表面活性劑的配方成分和含量如下全氟烷基磺酰氟10—50重量份，胺5—45重量份，溶劑20一50重量份，氧化劑10—30重量份，助劑0.1—2.5重量份，離子水5—30重量份。所述的全氟烷基磺酰氟包括化學(xué)純或工業(yè)級的C12，CIO，C8，C6，C4。所述的胺包括化學(xué)純或工業(yè)級的三乙胺，二乙基丙二胺，二乙基甲基丙二胺，二甲基丙二胺，二甲基乙二胺。所述的溶劑包括化學(xué)純或工業(yè)級的甲脂，丁脂，乙脂，乙醇，丙醇，異丁醇。所述的氧化劑包括雙氧水，次氯酸鈉，次氯酸。所述的助劑包括亞硫酸鈉，硫酸鎂。一種氟碳表面活性劑的制備方法，其特征在于，將全氟烷基磺酰氟10—50重量份，胺5—45重量份，溶劑20—50重量份，在20—11(TC下反應(yīng)2—12小時，得到中間產(chǎn)物；將中間產(chǎn)物與氧化劑10—30重量份均勻混合，在20—80T:下攪拌反應(yīng)數(shù)小時，反應(yīng)結(jié)束后加入助劑0.1—2.5重量份攪拌均勻，過濾后將產(chǎn)物與去離子水5—30重量份在0—5(TC攪拌混合，得產(chǎn)品全氟烷基磺酰胺氧化物。本發(fā)明制備一種非離子氟碳表面活性劑，全氟烷基磺酰胺氧化物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為RFS02NH(CH2)nN(C2H5)20其中RF:CmFm+1;m=4~12;n=2或3該氟碳表面活性劑為淺裼色液體，為非離子型氟碳表面活性劑，與水可以任意比例互溶，能極大地降低水的表面張力，復(fù)配性強(qiáng)。其制備工藝簡單，合成收率高，生產(chǎn)成本低，0.01%水溶液的表面張力低于16dyn/m，CMC值相對同類產(chǎn)品更低。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供一種非離子氟碳表面活性劑，該氟碳表面活性劑具有氟碳表面活性劑的優(yōu)點(diǎn)，但克服上述現(xiàn)有產(chǎn)品及生產(chǎn)技術(shù)存在的缺陷，使得產(chǎn)品成本低，效果優(yōu)。同時提供一種具有前述優(yōu)點(diǎn)的氟碳表面活性劑的制備方法，該制備方法工藝簡單、生產(chǎn)成本低、反應(yīng)條件溫和、易于操作，對設(shè)備無苛刻要求。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例來說明本發(fā)明所涉及的氟碳表面活性劑及其制備方法。實(shí)施例13所有主原料和助劑等都采用工業(yè)級或化學(xué)純，將全氟垸基磺酰氟和胺按一定比例與一定比例的溶劑按一定的添加方式充分混合，在20—11(TC下反應(yīng)2一12小時，得到中間產(chǎn)物，然后再向中間產(chǎn)物中添加一定比例氧化劑，在20一80"C下攪拌反應(yīng)2—12小時，反應(yīng)結(jié)束后加入助劑攪拌均勻，過濾后將產(chǎn)物與去離子水在0—5(TC攪拌混合，得產(chǎn)品全氟垸基磺酰胺氧化物，其分子式為RFS02NH(CH2)nN(C2H5)20其中RF:CmFm+1;m=4~12;f2或3氟碳表面活性劑為淺裼色液體，為非離子型氟碳表面活性劑，與水可以任意比例互溶，能極大地降低水的表面張力，復(fù)配性強(qiáng)。產(chǎn)品的性能測試，表面張力按吊環(huán)法測定，使用自動表面張力儀。等電點(diǎn)pH值采用電導(dǎo)一pH計法測定。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.一種氟碳表面活性劑，其分子式為RFSO2NH(CH2)nN(C2H5)2O其中RFCmFm+1；m＝4～12；n＝2或3，其特征在于，制備該氟碳表面活性劑的配方成分和含量如下全氟烷基磺酰氟10-50重量份，胺5-45重量份，溶劑20-50重量份，氧化劑10-30重量份，助劑0.1-2.5重量份，離子水5-30重量份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳表面活性劑，其特征在于，所述的全氟垸基磺酰氟包括化學(xué)純或工業(yè)級的C12，CIO，C8，C6，C4。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳表面活性劑，其特征在于，所述的胺包括化學(xué)純或工業(yè)級的三乙胺，二乙基丙二胺，二乙基甲基丙二胺，二甲基丙二胺，二甲基乙二胺。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳表面活性劑，其特征在于，所述的溶劑包括化學(xué)純或工業(yè)級的甲脂，丁脂，乙脂，乙醇，丙醇，異丁醇。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳表面活性劑，其特征在于，所述的氧化劑包括雙氧水，次氯酸鈉，次氯酸。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氟碳表面活性劑，其特征在于，所述的助劑包括亞硫酸鈉，硫酸鎂。7.—種如權(quán)利要求1所述的氟碳表面活性劑的制備方法，其特征在于，將全氟烷基磺酰氟10—50重量份，胺5—45重量份，溶劑20—50重量份，在20—11(TC下反應(yīng)2—12小時，得到中間產(chǎn)物；將中間產(chǎn)物與氧化劑10—30重量份均勻混合，在20—8(TC下攪拌反應(yīng)數(shù)小時，反應(yīng)結(jié)束后加入助劑0.1—2.5重量份攪拌均勻，過濾后將產(chǎn)物與去離子水5—30重量份在0—5(TC攪拌混合，得產(chǎn)品全氟垸基磺酰胺氧化物。全文摘要本發(fā)明涉及一種氟碳表面活性劑及其制備方法，將全氟烷基磺酰氟10-50重量份，胺5-45重量份，溶劑20-50重量份，在20-110℃下反應(yīng)2-12小時，得到中間產(chǎn)物；將中間產(chǎn)物與氧化劑10-30重量份均勻混合，在20-80℃下攪拌反應(yīng)數(shù)小時，反應(yīng)結(jié)束后加入助劑0.1-2.5重量份攪拌均勻，過濾后將產(chǎn)物與去離子水5-30重量份在0-50℃攪拌混合，得產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的產(chǎn)品制備工藝流程短，操作簡單，反應(yīng)收率高，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品具有高表面活性、高熱穩(wěn)定性和高化學(xué)穩(wěn)定性。0.01％水溶液的表面張力低于16dyn/m，CMC值更低。文檔編號B01F17/00GK101279217SQ200810032310公開日2008年10月8日申請日期2008年1月4日優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日發(fā)明者張琳琳,葛立偉,趙黎明申請人:上海亞孚化工科技有限公司