[发明专利]一种环保防雾抗污含氟表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保防雾抗污含氟表面活性剂及其制备方法，属于高分子合成领域。

背景技术

含氟表面活性剂由于其高表面活性、高热稳定性和高化学稳定性；既憎水又憎油的性能，从得其在工业中有着广泛的应用。而目前应用最广的含氟表面活性剂主要有全氟辛酸或全氟辛基磺酸等，近年来不断报道出全氟辛酸和全氟辛基磺酸等氟碳表面活性剂对人类的生产生活环境产生了严重的污染，这两种化合物是目前世界上发现最难降解的有机污染物，它们在周围环境中形成很高的生物累积性，对人和动物造成毒害(经动物实验显示2mg/kg/day的PFOS摄入量即可导致死亡)而遭到世界环保组织的禁用，从而使得开发新型绿色环保的含氟表面活性剂成为目前研究的热点。

众所周知，与离子型面活性剂相比，非离子型表面活性剂的毒性相对较小。合成非离子型含氟表面活性剂的亲水基部分多为含醚键或多羟基链段，一般而言含醚键或多羟基链段的聚合物有较好的亲水性，同时其这种材料多属于环保可降解型材料；本发明采用高含氟化物与含氧化合物反应制备出新型的氟碳表面活性剂，此类含氟表面活性剂有望成为全氟辛酸类表面活性剂的替代品，用作防污剂、润湿剂、消泡剂，特别是用在防雾抗污眼镜片、电子产品触摸频等方面，效果尤其突出。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种环保防雾抗污含氟表面活性剂及其制备方法，其特点是采用氟化物与含氧化合物为原料，采用催化剂活化反应体系在较温和的条件下制备环保防雾抗污含氟表面活性剂。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

环保防雾抗污含氟表面活性剂的起始原料由以下组分制成：

所述氟化物为六氟丙烯二聚体、六氟丙烯三聚体、六氟环氧丙烷、六氟环氧丙烷二聚体、六氟环氧丙烷三聚体、全氟辛基磺酸、全氟辛酸、全氟辛基磺酰氯或全氟辛酰氯中的任一种。

所述含氧化合物为聚环氧乙烷/环氧丙烷、聚丙烯酸、聚乙烯醇0588(PVA0588)、聚乙烯醇1788(PVA1788)、聚乙烯醇1799(PVA1799)、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-(2-羟乙基)-乙二胺、6-氨基己酸、对氨基苯甲酸、对羟基苯甲酸、二甘醇胺、聚乙二醇200(PEG200)、聚乙二醇300(PEG300)、聚乙二醇400(PEG400)、聚乙二醇600(PEG600)、聚乙二醇800(PEG800)、聚乙二醇1000(PEG1000)、聚乙二醇2000(PEG2000)或聚乙二醇6000(PEG6000)中的任一种。

所述溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、环己烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、甲苯、二甲苯、石油醚、乙醚或正丁醚中的任一种。

所述傅酸剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、三乙胺、甘醇胺或吡啶中的任一种。

所述催化剂为三甲基氯化硅、三乙基氯化硅、二甲基乙基氯化硅、二乙基甲基氯化硅、亚磷酸三苯酯、辛酸亚锡、偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化二苯甲酰(BPO)中的任一种。

环保防雾抗污含氟表面活性剂制备方法包括以下步骤：

将含氧化合物100-3000份、溶剂1000-10000份、傅酸剂10-200份和催化剂1-50份，加入反应釜中，在氮气保护下，于温度0-80℃下开始缓慢加入氟化物332-5000份，加完氟化物后继续反应5-30h，得无色反应溶液，并降至室温、过滤，收集滤液，再将上述滤液加入到蒸馏釜中，于温度30-110℃，真空度0.080～0.090MPa蒸馏回收溶剂，待溶剂蒸完后将蒸馏釜降至室温，减压过滤，收集产品粗产品，并于温度60-100℃干燥4-24h，获得环保防雾抗污含氟表面活性剂。

结构表征与性能测试：

1、所得环保防雾抗污含氟表面活性剂的核磁图谱如图1所示；

2、所得环保防雾抗污含氟表面活性剂的临界表面张力及临界胶束浓度如各实施例所述；

本发明具有如下优点：

1、采用氟化物与含氧化合物制备环保防雾抗污含氟表面活性剂的过程中，引入催化体系，使得反应能耗降低，且获得的产品收率高、重复性好。

2、该类含氟表面活性剂采用的原料多为含醚键或多羟基化合物，与水相容性较好，产品的溶解性优异，较传统的含氟表面活性剂适用范围广。

3、所制备的含氟表面活性剂由于其柔性链段的引入，相对传统的含氟表面活性剂其为环保可降解型材料，不会形成累计效应而造成环境污染。