[发明专利]新型含氟表面活性剂

说明书

本发明涉及一种新型含氟表面活性剂，由短链全氟烷基制造，不含C8，不存在潜在的PFOS(PFOA)污染，是一种环保型产品。一种新型含氟表面活性剂，所述含氟表面活性剂具有以下结构式：R_f—A—SO₃M；其中R_f＝F(CF₂)_n－,n＝4,5,6；A＝CH₂CHI，CH₂CHICH₂，CH₂CHICH₂OCH₂CH(OH)CH₂；M＝H，K，Na，NH₄；该含氟表面活性剂的制备方法包括如下工艺步骤：过量的全氟烷基碘在引发剂、助剂、溶剂存在下，一定温度下与含有双键的磺酸化合物溶液进行反应得到相应产物，中和并回收过量未反应原料，再用稀释剂进行稀释，得到一定含量的含磺酸基团的新型含氟表面活性剂。本发明合成不含PFOS/PFOA的绿色环保氟表面活性剂，保持氟表面活性剂的优异性能；生产过程基本无“三废”产生，符合国家环保政策；可替代同类进口产品，大大降低制造成本。

技术领域

本发明涉及新材料制备技术领域，尤其是一种新型含氟表面活性剂及其制 造方法。

背景技术

氟碳表面活性剂能以极低的浓度显著地降低溶液的表面张力。目前在工业 上已经有广泛且成熟的应用：如在油漆、涂料、油墨行业作润湿、流平、防粘、 防污剂；在消防工业上用作轻水泡沫灭火剂；在聚合物体系中用作乳化剂、脱 模剂、防雾剂、防静电剂；在电子行业作清洗剂、助焊剂、氧化抑制剂；在金 属制备中作润滑剂、漂洗添加剂、腐蚀抑制剂；在农业材料上作分散剂、杀菌 剂、防雾剂；以及在医疗、石油、感光材料、清洗剂、纺织等领域均有重要应 用。

氟表面活性剂具有其它非氟表面活性剂不可能具备的特性：在非常低的浓 度下可将水溶液表面张力降到很低水平；高的热力学和化学稳定性；极好的相 容性，与体系中其它表面活性剂和组份很好地相容。

全氟辛基磺酸(羧酸)，即所说PFOS(PFOA)因其具有生物聚积性、持久性 而很难排出体外，是一类新型持久性环境污染物，因在生产生活中的广泛使用 而长期存在于环境中，目前已成为一种全球性污染物。近年来对PFOS等物质的 污染检测已经从水土环境转向了生物有机体，在鸟类、鱼类、海洋动物、哺乳 动物、人类等各个层次上的生物均已开始了广泛的检测分析。北美、欧盟、日 本、中国等国是受此类物质污染程度较高并且研究报道较多的区域。目前欧盟、 美国等发达国家已经禁用含C8化合物。寻求一种不含C8且又保持高性能的氟 表面活性剂是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种新型含氟 表面活性剂，由短链全氟烷基制造，不含C8，不存在潜在的PFOS(PFOA)污染， 是一种环保型产品。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型含氟表面活性剂， 所述含氟表面活性剂具有以下结构式：

R_f—A—SO₃M；

其中，R_f＝F(CF₂)_n－，n＝4，5，6；

A＝CH₂CHI，CH₂CHICH₂，CH₂CHICH₂OCH₂CH(OH)CH₂；

M＝H，K，Na，NH₄；

该含氟表面活性剂的制备方法包括如下工艺步骤：