[发明专利]氟代烷基表面活性剂

说明书

发明领域

本发明领域为氟化表面活性剂以及它们的合成和应用。

发明背景

就具有含氟化合物链的表面活性剂和表面处理剂而言，在给定的浓度下，全氟代烷基链越长，包含氟的百分比就越高并且提供的性能更好。然而，氟化材料更昂贵。因此，期望在产生相同或更高性能的同时降低氟的含量。降低氟含量将会降低成本，但必须保持产品的性能。

美国专利3,621,059公开了用作表面活性剂和乳化剂的衍生自六氟环氧丙烷聚合物酸和单胺封端的聚环氧烷的酰胺。这些化合物包含单条全氟代烷基链，其能够以包含八个或更多个碳原子的链为例。

希望改善表面活性剂或表面处理剂性能，并且希望增加氟效率，即增进表面活性剂或处理剂的效率或性能，使得需要较低份数的昂贵氟组分即可获得相同程度的性能，或使用相同含量的氟可获得更好的性能。

发明简述

本发明包括具有式(I)结构的化合物：

其中

k为1或2；

Y为-CH₂CH(CF₃)₂或-(CH₂)_nR_f；

X为氢、-(CH₂)_nR_f、或-C(O)[CF(A)]_p-B-R_f；

B为二价基团，选自共价键、-O-和-(CH₂)_m-；

m为1至约10的整数；

p为0或1的整数，前提条件是当p为0时，B为共价键或-(CH₂)_m-；

n为约3至约10的整数；

A为-F或-CF₃；

每个R_f独立地为任选间杂一个或多个氧的C₁至C₆全氟化直链或支链烷基；

R_o为R_o¹，或为具有约10至约100个碳原子、间杂一个或多个亲水性基团或被一个或多个亲水性基团取代的直链或支链烷基，所述亲水性基团选自-O-、-OH、-NR-、-N(R)₂和-C(O)NR-，其中a)亲水性基团与碳原子的比率为约1∶2至约1∶10；b)每个碳原子具有最多一个与它键合的亲水性基团，和c)亲水性基团间不存在共价键；

R为氢或C₁至C₄直链或支链烷基；并且

R_o¹为具有约10至约100个碳原子、间杂约5至约50个醚氧的直链或支链脂族基团，其中a)醚氧与碳原子的比率为约1∶2至约1∶3，b)每个碳原子具有最多一个与它键合的醚氧原子，和c)醚氧原子间不存在共价键；

前提条件是

1)当Y为-(CH₂)_nR_f时，R_o为R_o¹；

2)当X为氢时，Y为-CH₂CH(CF₃)₂；以及

3)当X为-(CH₂)_nR_f并且Y为-(CH₂)_nR_f时，R_o为R_o¹。

本发明还包括降低介质表面张力的方法，所述方法包括使介质与如上所定义的式(I)组合物接触。

本发明还包括伯胺氟代烷基化的方法，所述方法包括使伯胺与六氟异丁烯接触，以提供六氟异丁基与所述胺共价键合的氟代烷基仲胺。

发明详述

本文中，所有商标均用大写字母标明。本文所引用的所有专利均以引用方式并入。

本发明的一个方面是具有式(I)结构的化合物：

其中R_o、X、Y和k与上文公开的相同。