[发明专利]一种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂及其制备方法和工艺系统

权利要求书

1.一种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂，其特征在于：所述的含氟表面活性剂是由至少一个氧全氟丙烯基和选自全氟甲氧基、Y基团、氧全氟乙烯基中一种或几种的组合所组成的一端带羧基或羧酸盐的重复结构单元，所述的Y基团选自或，R=卤素或氢，该含氟表面活性剂满足：

酸值：<150mg/g；

过氧值：0.001～1%；

沸点：130～300℃；

表面张力：10～30mN/m；

临界胶束浓度：0.05～5%；

全氟辛酸及其盐：0。

2.根据权利要求1所述的一种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂，其特征在于：所述的含氟表面活性剂满足以下结构式：

或，

按聚合物的分子量计算，卤素或氢的含量：1～15%，n：1～10，m/n：0.01～0.03。

3.根据权利要求1所述的一种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂，其特征在于：所述的含氟表面活性剂的分子量为200～600。

4.一种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

A：全氟烯烃、氧气和第三单体在-20～-25℃的温度下，经光氧化后制得含酰氟端基产物；

B：将含酰氟端基产物进行水解，获得一端带羧酸酸性基团的含氟低聚合物；

C：将步骤B制得的含氟低聚合物进行除过氧处理，获得含过氧基团小于1g/100g的一端带羧酸及其盐的含氟油性聚合物；

D：对步骤C获得的含氟油性聚合物进行中和后获得含氟表面活性剂成品，

该含氟表面活性剂成品满足：

酸值：<150mg/g；

过氧值：0.001～1%；

沸点：130～300℃；

表面张力：10～30mN/m；

临界胶束浓度：0.05～5%；

全氟辛酸及其盐：0，

所述的第三单体为至少含一个非氟原子的烯烃或炔烃。

5.根据权利要求4所述的种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂的制备方法，其特征在于：在所述的步骤A中，按质量比计，全氟烯烃：第三单体=（1～10）：1。

6.根据权利要求4所述的种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂的制备方法，其特征在于：在所述的步骤A中，光氧化包括：将全氟烯烃的温度控制在-20～

-25℃，将氧气和第三单体组成的混合气体通入全氟烯烃中，保持紫外光灯照射和通气时间为2～20h后，关闭紫外光灯、排气，经室温蒸发后回收未反应的全氟烯烃，制得含酰氟端基产物。

7.根据权利要求6所述的种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂的制备方法，其特征在于：所述紫外光灯的照射功率控制在100～1000W，选择波长＞300nm。

8.根据权利要求4所述的种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂的制备方法，其特征在于：在所述的步骤B中，水解过程包括：

B.1：将去离子水和步骤A制得的含酰氟端基产物混合后，搅拌；

B.2：控制步骤B.1制备物料中液相流体的温度为30～50℃，继续向步骤B.1制备物料中加入步骤A制得的含酰氟端基产物，加入速度为1～100L/H，搅拌时间控制在0.5～5h；

B.3：搅拌停止后，静止分层，去除上层水后得到一端带羧酸酸性基团的含氟低聚合物。

9.根据权利要求8所述的种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂的制备方法，其特征在于：按质量比计，所述的去离子水：步骤A制得的含酰氟端基产物=（1～5）：1。

10.根据权利要求4所述的种不含全氟辛酸的含氟表面活性剂的制备方法，其特征在于：在所述的步骤D中，中和过程包括：

D.1：将步骤C制得的一端带羧酸及其盐的含氟油性聚合物和去离子水混合后，搅拌；

D.2：向步骤D.1制备物料中加入碱金属氢氧化物水溶液或氨水水溶液，得到含氟表面活性剂成品。