一种全氟聚醚的制备方法 |
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| 申请号 | CN201611045854.7 | 申请日 | 2016-11-25 | 公开(公告)号 | CN106633023A | 公开(公告)日 | 2017-05-10 |
| 申请人 | 江苏梅兰化工有限公司; | 发明人 | 钱厚琴; 司耀俊; 代升华; 程爱峰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种全氟聚醚的制备方法，它以平均分子量在300～1500的氟醚低聚物为原料，氟气为氟化剂，采用两步 氟化法 ，将不稳定端基转化为性质稳定全氟烷基，制得全氟聚醚，其制备步骤为：以平均分子量在300～1500的氟醚低聚物为原料，氟气为氟化剂，采用两步氟化法，将不稳定端基转化为性质稳定全氟烷基，制得全氟聚醚；第一步将总投料量20％的氟醚低聚物直接氟化，反应 温度 为200～250℃，反应器压 力 为0.01～0.02MPa，反应时间为180分钟；第二步将已预热至250℃的剩余氟醚低聚物每15分钟5％分批加入反应器，完成氟化。本发明降低了 溶剂 残留率，而且分离工艺简单。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种全氟聚醚的制备方法，它以平均分子量在300～1500的氟醚低聚物为原料，氟气为氟化剂，采用两步氟化法，将不稳定端基转化为性质稳定全氟烷基，制得全氟聚醚，其制备步骤为： |
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| 说明书全文 | 一种全氟聚醚的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种全氟聚醚的制备方法。 背景技术[0002] 使用特殊含氟单体混合物进行光化氧化聚合反应所得的氟醚低聚物，其平均分子量在300～1500的，两端都有酰氟基团的聚醚骨架，这种中间体在高温下用氟气处理后，两个酰氟基团均能转化为性质稳定全氟烷基，适合加工做全氟聚醚油。 [0003] 已知的氟化方法包括：过渡金属的高价氟化物反应、无水氟化氢的电化学氟化、氟气氟化。其中，过渡金属的高价氟化物反应和无水氟化氢的电化学氟化有着生产率低、目标产物收率差和废弃物含有高毒性的缺点。氟气氟化的方法中直接气相氟化的产物包括目标产物、未完全氟化产物和起始物的降解产物，借助全氟溶剂的液相氟化的目标产物收率能提高到80％～90％，比气相氟化降解情况少得多，但会造成非目标产物残余过多的缺点，必须增加复杂的分离工艺。 发明内容[0004] 本发明提供了一种全氟聚醚的制备方法，它降低了溶剂残留率，而且分离工艺简单。 [0005] 本发明采用了以下技术方案：一种全氟聚醚的制备方法，它以平均分子量在300～1500的氟醚低聚物为原料，氟气为氟化剂，采用两步氟化法，将不稳定端基转化为性质稳定全氟烷基，制得全氟聚醚，其制备步骤为：步骤一，在容积为10L的反应器Ⅰ中加入1-1.25L氟醚低聚物，加热至200℃，开启磁力搅拌，磁力搅拌的转速为400rpm，然后通过底部的鼓泡器通入氟气，流速不固定，以使反应器Ⅰ压力控制0.01-0.02MPa为准；步骤二，当氟气流量减至 0且反应器Ⅰ压力保持0.01-0.02MPa不再下降时，以20℃/h的速度升温至230-250℃，保温 30-90分钟；步骤三，在容积为5L的反应器Ⅱ中加入3.75-4L氟醚低聚物，升温至230-250℃，通入氮气至表压0.1MPa；步骤四，打开连接反应器Ⅰ与反应器Ⅱ底部的管道阀门，使反应器Ⅱ中的液体流入反应器Ⅰ，达到250ml时关闭阀门；步骤五，每15分钟重复步骤三，直到反应器Ⅱ内液体用完；步骤六，当氟气流量减至0且且反应器Ⅰ压力保持0.01-0.02MPa不再下降时，关闭氟气并冷却反应器，将已氟化产物通过反应器底部阀门放入接收器；步骤七，通过IR光谱和19F的NMR光谱的比较，来鉴定产物，测得目标产物含量为99.93%。 [0006] 本发明步骤一中在容积为10L的反应器Ⅰ中加入1或1.25L氟醚低聚物。本发明步骤一中反应器Ⅰ压力控制0.01或0.02MPa为准。本发明步骤二中反应器Ⅰ压力保持0.01或0.02MPa。本发明步骤六中当氟气流量减至0且且反应器Ⅰ压力保0.01-0.02MPa不再下降时，关闭氟气并冷却反应器。本发明步骤二以20℃/h的速度升温至230或250℃，保温30或90分钟。本发明步骤三在容积为5L的反应器Ⅱ中加入3.75或4L氟醚低聚物，升温至230或250℃。 [0007] 本发明的有益效果是：采用了以上技术方案后，本发明不但可以减少目标产物中的其他成分残留和简化常规液相氟化工艺的杂质分离流程，而且减少原料降解现象，使全氟产物转化率更高。 具体实施方式[0008] 本发明提供了一种全氟聚醚的制备方法，它以平均分子量在300～1500的氟醚低聚物为原料，氟气为氟化剂，采用两步氟化法，将不稳定端基转化为性质稳定全氟烷基，制得全氟聚醚，其制备步骤为：以平均分子量在300～1500的氟醚低聚物为原料，氟气为氟化剂，采用两步氟化法，将不稳定端基转化为性质稳定全氟烷基，制得全氟聚醚； 第一步将总投料量20％的氟醚低聚物直接氟化，反应温度为200～250℃，反应器压力为0.01～0.02MPa，反应时间为180分钟；第二步将已预热至250℃的剩余氟醚低聚物每15分钟5％分批加入反应器，完成氟化。 [0009] 下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步说明，旨在使本领域普通技术人员能够理解和实施本发明。但应当注意到，本发明并不限于所揭示的最佳实施例，基于本发明的启示，任何显而易见的变换或者等同替代，也应当被认为落入本发明的保护范围。 [0010] 实施例一，步骤一，在容积为10L的反应器Ⅰ中加入1L氟醚低聚物，加热至200℃，开启磁力搅拌，磁力搅拌的转速为400rpm，然后通过底部的鼓泡器通入氟气，流速不固定，以使反应器Ⅰ压力控制0.01MPa为准； 步骤二，当氟气流量减至0且反应器Ⅰ压力保持0.01MPa不再下降时，以20℃/h的速度升温至250℃，保温30分钟； 步骤三，在容积为5L的反应器Ⅱ中加入4L氟醚低聚物，升温至250℃，通入氮气至表压 0.1MPa； 步骤四，打开连接反应器Ⅰ与反应器Ⅱ底部的管道阀门，使反应器Ⅱ中的液体流入反应器Ⅰ，达到250ml时关闭阀门； 步骤五，每15分钟重复步骤三，直到反应器Ⅱ内液体用完； 步骤六，当氟气流量减至0且且反应器Ⅰ压力保持0.01MPa不再下降时，关闭氟气并冷却反应器，将已氟化产物通过反应器底部阀门放入接收器； 步骤七，通过IR光谱和19F的NMR光谱的比较，来鉴定产物，测得目标产物含量为 99.93%。 [0011] 实施例二，步骤一，在容积为10L的反应器Ⅰ中加入1L氟醚低聚物，加热至200℃，开启磁力搅拌，磁力搅拌的转速为400rpm，然后通过底部的鼓泡器通入氟气，流速不固定，以使反应器Ⅰ压力控制0.02MPa为准； 步骤二，当氟气流量减至0且反应器Ⅰ压力保持0.02MPa不再下降时，以20℃/h的速度升温至250℃，保温30分钟； 步骤三，在容积为5L的反应器Ⅱ中加入4L氟醚低聚物，升温至250℃，通入氮气至表压 0.1MPa； 步骤四，打开连接反应器Ⅰ与反应器Ⅱ底部的管道阀门，使反应器Ⅱ中的液体流入反应器Ⅰ，达到250ml时关闭阀门； 步骤五，每15分钟重复步骤三，直到反应器Ⅱ内液体用完； 步骤六，当氟气流量减至0且且反应器Ⅰ压力保持0.02MPa不再下降时，关闭氟气并冷却反应器，将已氟化产物通过反应器底部阀门放入接收器； 步骤七，通过IR光谱和19F的NMR光谱的比较，来鉴定产物，测得目标产物含量为 99.96%。 [0012] 实施例三，步骤一，在容积为10L的反应器Ⅰ中加入1L氟醚低聚物，加热至200℃，开启磁力搅拌，磁力搅拌的转速为400rpm，然后通过底部的鼓泡器通入氟气，流速不固定，以使反应器Ⅰ压力控制0.01MPa为准； 步骤二，当氟气流量减至0且反应器Ⅰ压力保持0.01MPa不再下降时，以20℃/h的速度升温至230℃，保温90分钟； 步骤三，在容积为5L的反应器Ⅱ中加入4L氟醚低聚物，升温至230℃，通入氮气至表压 0.1MPa； 步骤四，打开连接反应器Ⅰ与反应器Ⅱ底部的管道阀门，使反应器Ⅱ中的液体流入反应器Ⅰ，达到250ml时关闭阀门； 步骤五，每15分钟重复步骤三，直到反应器Ⅱ内液体用完； 步骤六，当氟气流量减至0且且反应器Ⅰ压力保持0.01MPa不再下降时，关闭氟气并冷却反应器，将已氟化产物通过反应器底部阀门放入接收器； 步骤七，通过IR光谱和19F的NMR光谱的比较，来鉴定产物，测得目标产物含量为 99.89%。 [0013] 实施例四，步骤一，在容积为10L的反应器Ⅰ中加入1.25L氟醚低聚物，加热至200℃，开启磁力搅拌，磁力搅拌的转速为400rpm，然后通过底部的鼓泡器通入氟气，流速不固定，以使反应器Ⅰ压力控制0.01MPa为准； 步骤二，当氟气流量减至0且反应器Ⅰ压力保持0.01MPa不再下降时，以20℃/h的速度升温至250℃，保温30分钟； 步骤三，在容积为5L的反应器Ⅱ中加入3.75L氟醚低聚物，升温至250℃，通入氮气至表压0.1MPa； 步骤四，打开连接反应器Ⅰ与反应器Ⅱ底部的管道阀门，使反应器Ⅱ中的液体流入反应器Ⅰ，达到250ml时关闭阀门； 步骤五，每15分钟重复步骤三，直到反应器Ⅱ内液体用完； 步骤六，当氟气流量减至0且且反应器Ⅰ压力保持0.01MPa不再下降时，关闭氟气并冷却反应器，将已氟化产物通过反应器底部阀门放入接收器； 19 步骤七，通过IR光谱和 F的NMR光谱的比较，来鉴定产物，测得目标产物含量为 99.94%。 |
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