[发明专利]一种低碳链全氟烷基碘的连续合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及含氟精细化学品中间体的合成方法，特别涉及一种低碳链全氟烷基碘的连续合成方法。

背景技术

众所周知，以C8为基础原料制备的含氟织物整理剂具有其它类型织物整理剂无法比拟的拒水拒油性能，是拒水拒油织物整理剂的主流。但随着欧盟禁令的实施，市场上不得不转向低碳链全氟烷基碘产品的研制。低碳链全氟烷基碘，是指全氟丁基碘（C4）与全氟己基碘（C6），英文缩写分别为PFBI与PFHI，室温下为无色或红色液体。目前低碳链全氟烷基碘是替代全氟辛基碘（C8）合成含氟织物整理剂与乳化剂的主要原料。

现有技术中，主要是制备6～12碳数的全氟烷基碘，通常由短碳链的全氟烷基碘和四氟乙烯调聚而成。调聚反应通常采用热引发、催化剂引发、引发剂引发或光引发的工艺。采用热引发工艺产生的调聚产物组分分布较宽，长碳链含量较高，且四氟乙烯高温下易自聚，副产物多。引发剂引发会使原料与自由基引发剂反应，生成含氢副产物，同时大量引发剂的使用，容易引发安全问题。光引发虽然能得到较好产物分布，但因光源功率问题，难于工业化放大。催化剂引发生产过程安全可控，副产物少，杂质含量低，能得到较好的产物分布，不足之处是现有技术中催化剂引发工艺均采用在釜式或管式反应器中进行间歇式生产，操作繁琐，效率低，限制了其在工业化生产中的应用，且四氟乙烯高温下易自聚，转化率低。

如中国专利公开号CN101219924A，公开日2008年7月16日，发明名称：全氟烷基碘调聚物的合成方法。该申请案公开了一种全氟烷基碘调聚物的合成方法，所述全氟烷基碘调聚物具有如下通式：R_f(CF₂CR₁R₂)_nI，其中，R_f为C₁－₈全氟烷基；R₁和R₂可相同或不同，各自选自氟原子、C₁－₄饱和全氟烷基；n＝1－6；所述方法包括如下步骤：(a)提供聚合单体；(b)提供调聚剂R_fI，其中，R_f是C₁－₈全氟烷基；(c)加入金属催化剂进行聚合反应；除金属催化剂以外，还加入助催化剂，所述助催化剂选自卤化亚铜或卤化亚锡。反应温度60～150℃，反应压力0.5～5MPa。不足之处是采用间歇生产，操作繁琐，效率低。

又如中国专利公开号CN1535258A，公开日2004年10月6日，发明名称：连续生产全氟烷基碘化物调聚物的方法，该申请案公开了一种连续生产由通式R_f(CF₂CF₂)_nI表示的全氟烷基碘化物的方法，其中R_f为C₁－₆全氟烷基，n为1～4的整数，所述的方法包括连续提供全氟烷基碘化物作为由通式R_fI表示的调聚体，其中R_f定义如上，将四氟乙烯作为主链物加到管状反应器中，所述的反应器装填有包括粉状球形金属或烧结金属的金属催化剂；及在温度为60℃～160℃及压力为0.1～5MPa(表压)下进行调聚反应。不足之处是以液态排出反应器的产物中含有大量的催化剂，需进行液固分离，且催化剂不能循环利用，成本高，管状反应器易导致反应热的积累，使调聚反应控制困难。

发明内容

本发明针对现有技术的不足之处，提供了一种工艺简单，效率高、安全可控，产物组成分布好、催化剂不需分离可循环利用的低碳链全氟烷基碘的连续合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种低碳链全氟烷基碘的连续合成方法，使用以下装置制备，该装置包括填料塔，循环泵，加热器和冷凝器，所述的填料塔塔顶与所述的冷凝器相连，填料塔塔釜与所述的循环泵进口连接，所述循环泵出口与所述的加热器进口连接，所述加热器出口与所述的填料塔塔顶相连，包括以下步骤：

（a）向填料塔中加入热媒和催化剂，所述热媒与催化剂的质量比为1:0.005～0.1；

（b）将热媒和催化剂的混合物由填料塔塔釜引出，通过循环泵经加热器加热后返回填料塔循环液入口，使含有催化剂的热媒在填料塔中由上向下循环流动，同时将五氟碘乙烷和四氟乙烯按体积比5～20:1连续通入填料塔中进行反应，反应温度为200～370℃；