[发明专利]一种环保型氟碳表面活性剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及含氟新材料制备技术领域,特别涉及一种环保型氟碳表面活性剂，氟烷基醇与环氧氯丙烷反应得到含氟烷基缩水甘油醚；含氟烷基缩水甘油醚与含氨基类化合物进行反应得到的。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

本发明涉及含氟新材料制备技术领域,特别涉及一种环保型氟碳表面活性剂，还涉及环保型氟碳表面活性剂的制备方法和应用。

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，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。

CN102151515A公开了一种氨基酸型氟碳型表面活性剂及其合成和用途，合成路线为:1.全氟环氧丙烷聚合物和甲醇反应生成全氟甲酯;2.全氟甲酯再与乙二胺酰胺化反应生成乙胺基全氟酰胺;3.乙胺基全氟酰胺在碱性条件下与丙烯酸甲酯发生加成反应得到氨基酸氟碳表面活性剂中间体,再加碱水解生成氨基酸型氟碳表面活性剂。

CN103657514A公开了将全氟烷基磺酰氟与N,N′-二甲基（乙基）-1,3-丙二胺进行酰胺化反应，得到中间体1，精制后，以丙酮为溶剂与环氧乙烷或氯乙醇反应，得到中间体2（N′-3-(二甲基(乙基))-丙基-(N-全氟丁基磺酰基-N-环氧基)-胺），中间体2，再与环氧乙烷按不同比例进行开环反应，得到非离子型含氟表面活性剂。

合成氟表面活性剂的途径有多种，得到的氟表面活性剂的结构也有多种，寻求一种制备简单、表面活性好的氟表面活性剂，是值得技术人员深入研究的。

发明内容

为了解决以上氟表面活性剂使用中存在的问题，本申请公开了一种绿色环保氟表面活性剂、生产过程清洁、应用广泛的环保型氟碳表面活性剂。

本申请还公开了环保型氟碳表面活性剂的制备方法。

本申请还提供了环保型氟碳表面活性剂的应用。

一种环保型氟碳表面活性剂，结构式如下：

X—R_f—A—OCH₂CH(OH)CH₂—B，

其中 X=H,Cl或F；

R_f=－(CF₂)_n－,n=4,5或6；

A=－(CH₂)_m－,m=1,2或3；

B=－NR₁R₂,R₁=CH₃,R₂=CH₂COONa/C₂H₄SO₃Na；

或 B=－R₃R₄N→O,