[发明专利]一种全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性剂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性剂的合成方法。

背景技术

现有的表面活性剂主要有碳氢表面活性剂和含氟表面活性剂。普通的碳氢表面活性剂由于表面张力大，耐温性能不理想，并且用量大。含氟表面活性剂具有低表面张力，优良的耐高温、低温特性，用量少的优点，越来越广泛地应用在涂料、油墨、粘合剂等领域作为消泡剂、分散剂和乳化剂。但由于其采用电解方法生产，导致成本高、污染大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种生产成本低、无污染、表面张力低、溶解性好，耐高低温性能理想，能应用于涂料、油墨、粘合剂等领域作为消泡剂、分散剂和乳化剂使用的全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性剂。

本发明的技术方案是：

一种全氟烷基聚氧乙烯基磷酸酯含氟表面活性剂的合成方法，将按重量份数计以200-465份全氟烷基乙醇与15-45份五氧化二磷或三氯氧磷混合作为主单体，将该混合物在60-200℃进行热回流反应，反应时间为2-6小时，分离后获得中间产物；再与7-30份碱液进行反应，所述的碱液为KOH 溶液、NaOH 溶液、氨水中一种，将获得的产物进行分离，获得目标产物。

上述的全氟烷基乙醇的分子结构中碳氟键的个数是4～18的偶数。

上述的反应温度为100-150℃，反应时间为3-4小时。

上述在热回流反应前还加入溶剂，所述的溶剂为丙酮或异丙醇，溶剂与全氟烷基乙醇的重量比为1：1.6～1：4.23。

上述的全氟烷基乙醇在与五氧化二磷或三氯氧磷混合前先升温至60-120℃，以使搅拌效果更理想。

本发明的优点是：采用全氟烷基乙醇为原料，原料易得，不产生副产物，整个反应过程平稳、安全，可以降低成本30%以上，最终获得含氟表面活性剂性能优异，收率可达到90%以上，表面张力在18达因/厘米以下。

具体实施方式

实施例1

在装有搅拌器、冷凝管、温度计、分水器、投料口，氮气导管的500ml四口烧瓶中，加入全氟癸基乙醇200g，开动搅拌器用氮气置换三次后将四口烧瓶内温度升高到100℃，分批加入P₂O₅ 15g,每次加入5g，反应开始，将反应温度控制在120-150℃，在反应过程中用分水器将反应过程中的水分离，反应时间4h，烧瓶混合物内有少量未反应的白色块状物质。将反应物料降温40℃过滤后获得200g中间产物，再加入到含量为28%的氨水12g搅拌后，脱气、脱水获得202g目标产物，具有【F(CF₂)₁₀CH₂CH₂O】₂PO(ONH₄)的分子结构，收率为95%。经测量目标产物用量为0.5%的水溶液最低表面张力为16达因/厘米。

实施例2

在装有搅拌器、冷凝管、温度计、分水器、投料口，氮气导管的500ml四口烧瓶中，加入全氟癸基乙醇200g，加入异丙醇125 g，开动搅拌器用氮气置换三次后将四口烧瓶内温度升高到60℃，分批加入P₂O₅ 15g,每次加入5g，反应开始，将反应温度控制在60-90℃，在反应过程中用分水器将反应过程中的水分离，反应时间6h，烧瓶混合物内有少量未反应的白色块状物质。将反应物料降温至35℃过滤后获得320g物质，精馏回收异丙醇获得中间产物200g，再加入30%氢氧化钠水溶液7g，搅拌1h后脱水过滤获得203g目标产物，分子结构【F(CF₂)₁₀CH₂CH₂O】₂PO(ONa)，收率为96%。

实施例3