專利名稱：一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，屬有機(jī)化合物的合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
含氟烷基醇聚氧乙烯醚是普通聚醚的碳?xì)滏溨械臍湓硬糠只蛉勘环尤〈螅哂刑挤溤魉谋砻婊钚詣?，屬特種表面活性劑的一類。氟元素是電負(fù)性最大的非金屬元素，具有高氧化性、高電離能，使得碳氟鍵鍵能高，結(jié)構(gòu)比碳?xì)浣Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時(shí)又使氟原子難以被極化，這種低極性使氟碳鏈?zhǔn)杷饔眠h(yuǎn)超過(guò)碳?xì)滏湣７拥碾娯?fù)性大，直徑小，能夠?qū)⑻继紗捂I屏蔽起來(lái)，使之在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫和高輻射等各種環(huán)境下均顯示出很高的穩(wěn)定性。含氟表面活性劑具有高表面活性、高耐熱穩(wěn)定性及高化學(xué)穩(wěn)定性這“三高”和 含氟烴基既憎水又憎油這“兩憎”的特性。此外，它還具有優(yōu)良的復(fù)配性能等。(I)高表面活性。含氟表面活性劑是迄今為止所有表面活性劑中表面活性最高的一種，這是含氟表面活性劑最重要的性質(zhì)。它在濃度很低時(shí)就能使溶液的表面張力顯著降低。一般含氟表面活性劑的濃度為O. 01%左右時(shí)，其水溶液的表面張力可以降低至15—2OmN / m。(2)高耐熱穩(wěn)定性。一般含氟表面活性劑加熱到400°C以上不會(huì)分解，這也與C一F鍵十分穩(wěn)定有關(guān)。(3)高化學(xué)穩(wěn)定性。含氟表面活性劑中的C-F鍵十分穩(wěn)定，使它具有很高的抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑的能力，可以在更多苛刻的環(huán)境中使用。(4)既憎水又憎油。含氟表面活性劑分子中的含氟烴基，既是憎水基又是憎油基，這使一些固體材料表面有含氟表面活性劑時(shí)就不能粘附水性或油性的物質(zhì)，大大減少了污染。(5)良好的潤(rùn)濕滲透性和起泡穩(wěn)泡性。添加含氟表面活性劑的液體潤(rùn)濕力和滲透力大為提高，在各種不同的物質(zhì)表面上都能很容易潤(rùn)濕鋪展。在普通表面活性劑不能起泡的物質(zhì)中，使用含氟表面活性劑可以形成穩(wěn)定的泡沫。(6)優(yōu)良的復(fù)配性能。含氟表面活性劑與碳?xì)浔砻婊钚詣?fù)配后。具有更高的降低表面張力的能力。這可以大大降低含氟表面活性劑的使用成本。而且含氟表面活性劑在水中可以形成含水的穩(wěn)定液晶，成為不溶于水的活性物質(zhì)，分散于水中，從而使任何兩種不同類型的含氟表面活性劑可以相互復(fù)配。(7)其它優(yōu)良性能。包括乳化分散性、抗靜電性、潤(rùn)滑流平性、脫膜性等。由于含氟表面活性劑具有這些非常獨(dú)特的性質(zhì)，因此使其具有極為重要的用途。目前，在化學(xué)、紡織、皮革、造紙、顏料涂料、油墨、玻璃陶瓷、機(jī)械、電氣、冶金、燃料、皮革、感光材料、建筑、選礦、農(nóng)藥、石油、消防等眾多工業(yè)領(lǐng)域都有十分廣泛的用途，特別是在一些條件苛刻和一般碳?xì)浔砻婊钚詣┎缓苓m用的特殊應(yīng)用領(lǐng)域，有著其他表面活性劑無(wú)法替代的作用，顯示出其強(qiáng)大的生命力。
現(xiàn)市場(chǎng)上的含氟聚醚大多采用多步法反應(yīng)得到成品的。如專利號(hào)為201010238664. 3，專利名稱為一種含氟聚醚多元醇的合成方法中介紹了一種含氟聚醚多元醇的合成方法，先是合成含氟環(huán)氧化物，再把起始劑和催化劑混合好，加入含量環(huán)氧化物反應(yīng)，然后通過(guò)萃取除去未反應(yīng)的原料和反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，最后通過(guò)減壓蒸餾去除水分得到成品。此工藝繁瑣，催化劑用量多，能耗高，不環(huán)保，產(chǎn)品收率低，綜合成本高等缺陷。又如專利號(hào)為200610040636. 4，專利名稱為一種含氟聚醚二元醇的制備方法中介紹了一種含氟聚醚二元醇的制備方法，先是制備羥基被保護(hù)的二元醇聚醚，然后通過(guò)接枝工藝再進(jìn)行接枝反應(yīng)，最后通過(guò)羥基恢復(fù)工藝，同樣此工藝也有繁瑣，能耗高，不環(huán)保，產(chǎn)品收率低，綜合成本高等缺陷。再如專利號(hào)為201010604949. 4，專利名稱為一種全氟烷基乙基聚氧乙烯醚的制備方法中介紹了一種全氟烷基乙基聚氧乙烯醚的制備方法，采用加入溶劑法，催化劑(三氟化硼)用量高為成品重量3. 3 -11. 9%,需先加入溶劑后進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，需要過(guò)濾除去大量的催化劑，然后再進(jìn)行去除溶劑的工藝。此專利有有繁瑣，能耗聞，不環(huán)保，廣品收率低，綜合成本聞等缺陷。
_2] 發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供了一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，制備工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化實(shí)施，具有雜質(zhì)少，能耗低，無(wú)污染，所得產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定的特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，包括如下步驟以含氟烷基醇為原料，在催化劑作用下，以環(huán)氧乙烷為增鏈劑制得含氟烷基醇聚氧乙烯醚；其反應(yīng)式為
催化劑
含氟烷基醇+環(huán)氧乙烷^^含氟烷基醇聚氧乙烯醚。所述的步驟具體為在含氟烷基醇中加入催化劑，氮?dú)庵脫Q，真空度> -O. 096MPa時(shí)關(guān)閉真空，加入環(huán)氧乙烷，溫度為20 80°C，壓力為-O. 04 O. IMpa，保溫至壓力不再降低時(shí)停止反應(yīng)，真空脫氣20min，得含氟烷基醇聚氧乙烯醚。所述的含氟烷基醇、環(huán)氧乙烷和催化劑的摩爾比采用1:2. O 20:0. 00114
O.0157。所述的含氟烷基醇的烷基碳鏈上的碳原子個(gè)數(shù)為3 18個(gè)。所述的含氟烷基醇的烷基碳鏈上氫原子被氟原子取代的個(gè)數(shù)為2 24個(gè)。所述的含氟烷基醇采用十五氟辛醇(湖北楚盛威化工有限公司)、6_(全氟辛基)己醇(廣州佰默生物科技有限公司)、六氟異丙醇(廣州佰默生物科技有限公司)、十二氟庚醇(武漢遠(yuǎn)城科技發(fā)展有限公司)中的一種。所述的催化劑采用四氯化錫(上海酶聯(lián)生物科技有限公司)、三氟化硼乙醚(百靈威科技有限公司)中的一種。所述的催化劑采用四氯化錫、三氟化硼乙醚中的一種。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)使用本發(fā)明得到的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，采用含氟烷基醇為起始劑，以四氯化錫或三氟化硼乙醚為催化劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)中制備工藝復(fù)雜，工藝步驟多，能耗大，綜合成本高，產(chǎn)品質(zhì)量差等問(wèn)題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、反應(yīng)活性高，反應(yīng)周期短，3個(gè)小時(shí)左右，反應(yīng)時(shí)間至少可以縮短1/3。2、選擇了四氯化錫或三氟化硼乙醚作為催化劑，使得反應(yīng)平穩(wěn)、可控性好，提高了反應(yīng)的活性，通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂品磻?yīng)溫度和壓力，催化劑用量，降低了副產(chǎn)物的形成，使得反應(yīng)更有利于向所期望方向進(jìn)行，所得產(chǎn)品分布合理，產(chǎn)品色澤淺，色澤< 30號(hào)(Pt-Co單位);一次制備出的含氟烷基醇聚氧乙烯醚的副產(chǎn)物聚乙二醇含量能達(dá)到< 2. 0% ;聚乙二醇含量低，以及顏色淺，這是與其他方法所得產(chǎn)品的二個(gè)重要鑒別特征和區(qū)別。3、制備含氟烷基醇聚氧乙烯醚的工藝簡(jiǎn)單(一步法)，雜質(zhì)少，能耗低，無(wú)污染，所得產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本實(shí)施例的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，包括如下步驟在反應(yīng)釜中加入十五氟辛醇800g、催化劑四氯化錫2. Og，用真空泵抽真空，采用N2置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，置換三次后，在真空度彡-O. 096MPa下，關(guān)閉真空，開(kāi)始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷，控制反應(yīng) 溫度為50°C左右，反應(yīng)釜內(nèi)壓力為O. 03Mpa左右，環(huán)氧乙烷的加入量為190g加完后保溫繼續(xù)反應(yīng)，至壓力不再降低時(shí)停止反應(yīng)。反應(yīng)完畢后，采用真空脫氣20min，放料得到十五氟辛醇聚氧乙烯醚。通過(guò)本實(shí)施例得到的十五氟辛醇聚氧乙烯醚產(chǎn)品分析聚乙二醇含量為O. 3%，目測(cè)樣品色澤15號(hào)(Pt-Co單位)，羥值為116. lmgKOH/g。通過(guò)本實(shí)施例得到的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，采用含氟烷基醇為起始劑，以四氯化錫或三氟化硼乙醚為催化劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在制備工藝復(fù)雜，工藝步驟多，能耗大，綜合成本高，產(chǎn)品質(zhì)量差等問(wèn)題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、反應(yīng)活性高，反應(yīng)周期短，3個(gè)小時(shí)左右，反應(yīng)時(shí)間至少可以縮短1/3。2、選擇了四氯化錫或三氟化硼乙醚作為催化劑，使得反應(yīng)平穩(wěn)、可控性好，提高了反應(yīng)的活性，通過(guò)適合的控制反應(yīng)溫度和壓力，催化劑用量。降低了副產(chǎn)物的形成，使得反應(yīng)更有利于向所期望方向進(jìn)行，所得產(chǎn)品分布合理，產(chǎn)品色澤淺，色澤< 30號(hào)(Pt-Co單位)；一次制備出的含氟烷基醇聚氧乙烯醚的副產(chǎn)物聚乙二醇含量能達(dá)到< 2. 0% ;聚乙二醇含量低，以及顏色淺，這是與其他方法所得產(chǎn)品的二個(gè)重要鑒別特征和區(qū)別。3、制備含氟烷基醇聚氧乙烯醚的工藝簡(jiǎn)單(一步法)，雜質(zhì)少，能耗低，無(wú)污染，所得產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定。實(shí)施例2本實(shí)施例的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，包括如下步驟在反應(yīng)釜中加入6-(全氟辛基)己醇、催化劑三氟化硼乙醚O. Sg,用真空泵抽真空，采用N2置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，置換三次后，在真空度彡-O. 096MPa下，關(guān)閉真空，開(kāi)始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷，控制反應(yīng)溫度為20°C左右，反應(yīng)釜內(nèi)壓力為-O. 04Mpa左右，環(huán)氧乙烷的加入量為440g，加完后保溫繼續(xù)反應(yīng)，至壓力不再降低時(shí)停止反應(yīng)。反應(yīng)完畢后，采用真空脫氣20min，放料得到6_(全氟辛基)己醇聚氧乙烯醚。通過(guò)本實(shí)施例得到的八氟戊醇聚氧乙烯醚產(chǎn)品分析聚乙二醇含量為O. 3%，目測(cè)樣品色澤20號(hào)(Pt-Co單位)，羥值為58. 94mgK0H/g。通過(guò)本實(shí)施例得到的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，采用含氟烷基醇為起始劑，以四氯化錫或三氟化硼乙醚為催化劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在制備工藝復(fù)雜，工藝步驟多，能耗大，綜合成本高，產(chǎn)品質(zhì)量差等問(wèn)題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、反應(yīng)活性高，反應(yīng)周期短，3個(gè)小時(shí)左右，反應(yīng)時(shí)間至少可以縮短1/3。2、選擇了四氯化錫或三氟化硼乙醚作為催化劑，使得反應(yīng)平穩(wěn)、可控性好，提高了反應(yīng)的活性，通過(guò)適合的控制反應(yīng)溫度和壓力，催化劑用量。降低了副產(chǎn)物的形成，使得反應(yīng)更有利于向所期望方向進(jìn)行，所得產(chǎn)品分布合理，產(chǎn)品色澤淺，色澤< 30號(hào)(Pt-Co單位)；一次制備出的含氟烷基醇聚氧乙烯醚的副產(chǎn)物聚乙二醇含量能達(dá)到< 2. 0% ;聚乙二醇含量低，以及顏色淺，這是與其他方法所得產(chǎn)品的二個(gè)重要鑒別特征和區(qū)別。3、制備含氟烷基醇聚氧乙烯醚的工藝簡(jiǎn)單(一步法)，雜質(zhì)少，能耗低，無(wú)污染，所得產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定。實(shí)施例3本實(shí)施例的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，包括如下步驟在反應(yīng)釜中加入六氟異丙醇336g、催化劑四氯化錫2. 2g，用真空泵抽真空，采用N2置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的 空氣，置換三次后，在真空度彡-O. 096MPa下，關(guān)閉真空，開(kāi)始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷，控制反應(yīng)溫度為80°C左右，反應(yīng)釜內(nèi)壓力為O. IMpa左右，環(huán)氧乙烷加入量為1320g，加完后保溫繼續(xù)反應(yīng)，至壓力不再降低時(shí)停止反應(yīng)。反應(yīng)完畢后，采用真空脫氣20min，放料得到六氟異丙醇聚氧乙烯醚。通過(guò)本實(shí)施例得到的八氟戊醇聚氧乙烯醚產(chǎn)品分析聚乙二醇含量為I. 1%，目測(cè)樣品色澤25號(hào)(Pt-Co單位)，羥值為68. 3mgK0H/g。通過(guò)本實(shí)施例得到的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，采用含氟烷基醇為起始劑，以四氯化錫或三氟化硼乙醚為催化劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在制備工藝復(fù)雜，工藝步驟多，能耗大，綜合成本高，產(chǎn)品質(zhì)量差等問(wèn)題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、反應(yīng)活性高，反應(yīng)周期短，3個(gè)小時(shí)左右，反應(yīng)時(shí)間至少可以縮短1/3。2、選擇了四氯化錫或三氟化硼乙醚作為催化劑，使得反應(yīng)平穩(wěn)、可控性好，提高了反應(yīng)的活性，通過(guò)適合的控制反應(yīng)溫度和壓力，催化劑用量。降低了副產(chǎn)物的形成，使得反應(yīng)更有利于向所期望方向進(jìn)行，所得產(chǎn)品分布合理，產(chǎn)品色澤淺，色澤< 30號(hào)(Pt-Co單位)；一次制備出的含氟烷基醇聚氧乙烯醚的副產(chǎn)物聚乙二醇含量能達(dá)到< 2. 0% ;聚乙二醇含量低，以及顏色淺，這是與其他方法所得產(chǎn)品的二個(gè)重要鑒別特征和區(qū)別。3、制備含氟烷基醇聚氧乙烯醚的工藝簡(jiǎn)單(一步法)，雜質(zhì)少，能耗低，無(wú)污染，所得產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定。實(shí)施例4本實(shí)施例的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，包括如下步驟在反應(yīng)釜中加入十二氟庚醇280g、催化劑三氟化硼乙醚I. 5g，用真空泵抽真空，采用N2置換掉反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，置換三次后，在真空度彡-O. 096MPa下，關(guān)閉真空，開(kāi)始持續(xù)加入環(huán)氧乙烷，控制反應(yīng)溫度為60°C左右，反應(yīng)釜內(nèi)壓力為O. 08Mpa左右，環(huán)氧乙烷的加入量為1517g，加完后保溫繼續(xù)反應(yīng)，至壓力不再降低時(shí)停止反應(yīng)。反應(yīng)完畢后，采用真空脫氣20min，放料得到十二氟庚醇聚氧乙烯醚。產(chǎn)品分析聚乙二醇為I. 5%，目測(cè)樣品色澤25號(hào)(Pt-Co單位)，羥值為 46. 8mgK0H/g。通過(guò)本實(shí)施例得到的八氟戊醇聚氧乙烯醚產(chǎn)品分析聚乙二醇含量為I. 5%，目測(cè)樣品色澤25號(hào)(Pt-Co單位)，羥值為46. 8mgK0H/g。通過(guò)本實(shí)施例得到的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，采用含氟烷基醇為起始劑，以四氯化錫或三氟化硼乙醚為催化劑，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在制備工藝復(fù)雜，工藝步驟多，能耗大，綜合成本高，產(chǎn)品質(zhì)量差等問(wèn)題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、反應(yīng)活性高，反應(yīng)周期短，3個(gè)小時(shí)左右，反應(yīng)時(shí)間至少可以縮短1/3。2、選擇了四氯化錫或三氟化硼乙醚作為催化劑，使得反應(yīng)平穩(wěn)、可控性好，提高了反應(yīng)的活性，通過(guò)適合的控制反應(yīng)溫度和壓力，催化劑用量。降低了副產(chǎn)物的形成，使得反應(yīng)更有利于向所期望方向進(jìn)行，所得產(chǎn)品分布合理，產(chǎn)品色澤淺，色澤< 30號(hào)(Pt-Co單位)；一次制備出的含氟烷基醇聚氧乙烯醚的副產(chǎn)物聚乙二醇含量能達(dá)到< 2. 0% ;聚乙二醇含量低，以及顏色淺，這是與其他方法所得產(chǎn)品的二個(gè)重要鑒別特征和區(qū)別。3、制備含氟烷基醇聚氧乙烯醚的工藝簡(jiǎn)單(一步法)，雜質(zhì)少，能耗低，無(wú)污染，所得產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定。通過(guò)實(shí)施例1-4制得的含氟烷基醇聚氧乙烯醚經(jīng)檢測(cè)得到的聚乙二醇含量、色澤、羥值的具體值見(jiàn)表I。
權(quán)利要求
1.一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于包括如下步驟以含氟烷基醇為原料，在催化劑作用下，以環(huán)氧乙烷為增鏈劑制得含氟烷基醇聚氧乙烯醚；其反應(yīng)式為催化劑含氟烷基醇+環(huán)氧乙烷~ZS 含氟烷基醇聚氧乙烯醚。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述的步驟具體為在含氟烷基醇中加入催化劑，氮?dú)庵脫Q，真空度> -O. 096MPa時(shí)關(guān)閉真空，力口入環(huán)氧乙烷，溫度為20 80°C，壓力為-O. 04 O. IMpa，保溫至壓力不再降低時(shí)停止反應(yīng)，真空脫氣20min，得含氟烷基醇聚氧乙烯醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述的含氟烷基醇、環(huán)氧乙烷和催化劑的摩爾比采用1:2. O 20:0. 00114 O. 0157。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述的含氟烷基醇的烷基碳鏈上的碳原子個(gè)數(shù)為3 18個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述的含氟烷基醇的烷基碳鏈上氫原子被氟原子取代的個(gè)數(shù)為2 24個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述的含氟烷基醇采用十五氟辛醇、6-(全氟辛基)己醇、六氟異丙醇、十二氟庚醇中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述的催化劑采用四氯化錫、三氟化硼乙醚中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，其特征在于所述的催化劑采用四氯化錫、三氟化硼乙醚中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含氟烷基醇聚氧乙烯醚的制備方法，包括如下步驟以含氟烷基醇為原料，在催化劑作用下，以環(huán)氧乙烷為增鏈劑制得含氟烷基醇聚氧乙烯醚。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，制備工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化實(shí)施，具有雜質(zhì)少，能耗低，無(wú)污染，所得產(chǎn)品質(zhì)量好且穩(wěn)定的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C43/11GK102911353SQ20121041700
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者馬定連, 金一豐, 王勝利, 王月芬, 賈埂美 申請(qǐng)人:浙江皇馬科技股份有限公司