專利名稱：含氟亞胺型陽離子表面活性劑的制備方法與用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及含氟表面活性劑的制備方法和用途，尤其涉及一類含氟亞胺型陽離子表面活性劑及其制備方法和用途。
背景技術：
通常使用的表面活性劑，其憎水基是碳氫烴基，分子中還可能含有氧、硫、氮、氯、 溴、碘等其他元素，這類常用的表面活性劑被稱為普通表面活性劑。在表面活性劑分子中含有除以上八種元素外的氟、磷、硅和硼等元素的表面活性劑則被稱為特種表面活性劑。氟碳表面活性劑是一類備受關注和研究成果頗多的特種表面活性劑，其具有高表面活性、高熱穩定性和高化學穩定性等突出特點。氟碳表面活性劑分為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑和非離子表面活性劑四類。氟碳表面活性劑在工業上的合成方法主要有電氟化法、氟烯烴調聚法和氟烯烴齊聚法三種方法。但當前應用廣泛的全氟辛基磺酰類化合物(PF0Q和全氟辛酸及其鹽類(PFOA)， 其對環境和人體健康的潛在影響已受到人們的關注，各種實驗表明，PF0S,PF0A在各種理化條件下幾乎不會發生任何可以觀察到的降解，為目前世界上最難降解的有機污染物之一， 具有很高的生物蓄積性和人體多臟器毒性，各國已經禁止其使用。陽離子氟碳表面活性劑，具有良好的發泡性、不受PH值影響、不易水解等特點。易降解的低氟碳陽離子類表面活性劑的研發，成為一個主要研究方向。
發明內容
本發明的目的是設計一類含氟亞胺型陽離子表面活性劑的制備方法，作為全氟辛基磺酰類化合物(PF0Q和全氟辛酸及其鹽類(PFOA)的替代品，應用于多個領域。本發明的一類含氟亞胺型陽離子表面活性劑，它的分子結構式為
權利要求
1.一類含氟亞胺型陽離子表面活性劑，其特征在于，它的分子結構式為
2.如權利要求1所述的一類含氟亞胺型陽離子表面活性劑的制備方法，其特征在于， 以苯為溶劑，將全氟烷基磺酰氟與N，N' - 二甲基(乙基)-1，3_丙二胺，進行酰胺化反應， 得到中間體N-[3-( 二甲基(乙基)氨)_丙基]全氟烷基磺酰胺，所得中間體用二氯甲烷重結晶后，以苯為溶劑，再與烷基磺酰氟或烷基磺酰氯或烷基酰氟或烷基酰氯進行酰胺化反應，得到中間體N' -3- ( 二甲基(乙基))-丙基-(N-全氟烷基磺酰基-N-烷基酰基)-亞胺，或者N ‘ -3- ( 二甲基(乙基))-丙基-(N-全氟烷基磺酰基-N-烷基磺酰基)-亞胺， 所得中間體用二氯甲烷重結晶后，與碘甲烷、碘乙烷、溴甲烷、溴乙烷、氯甲烷、氯乙烷、氫氯酸、氫溴酸或氫碘酸，或雙氧水反應，得到含氟亞胺型陽離子表面活性劑。
3.如權利要求2所述的一類含氟亞胺型陽離子表面活性劑的制備方法，其特征在于， 所述的以苯為溶劑，將全氟烷基磺酰氟與N，N' - 二甲基(乙基)-1，3_丙二胺酰胺化后， 再與烷基磺酰氟或烷基磺酰氯或烷基酰氟或烷基酰氯進行酰胺化反應，這兩步反應用三乙胺作催化劑，催化劑添加量為烷基磺酰氟的1摩爾倍量，反應體系中溶劑的比重占總重的 50% -90%。
4.如權利要求2所述的一類含氟亞胺型陽離子表面活性劑的制備方法，其特征在于， 全氟烷基磺酰氟與N，N' -二甲基(乙基)-l，3-丙二胺進行酰胺化反應的摩爾比為1 1; 中間體N-[3-( 二甲基(乙基)氨)_丙基]全氟烷基磺酰胺與烷基磺酰氟或烷基磺酰氯或烷基酰氟或烷基酰氯進行酰胺化反應的摩爾比為1 1。
5.如權利要求2所述的一類含氟亞胺型陽離子表面活性劑的制備方法，其特征在于， 所述的中間體N' -3-( 二甲基(乙基))_丙基-(N-全氟烷基磺酰基-N-烷基酰基)-亞胺，或者N' -3- ( 二甲基(乙基))-丙基-(N-全氟烷基磺酰基-N-烷基磺酰基)-亞胺，用二氯甲烷重結晶后，與碘甲烷、碘乙烷、溴甲烷、溴乙烷、氯甲烷、氯乙烷、氫氯酸、氫溴酸或氫碘酸，或雙氧水反應溫度為50-100°C。
6.權利要求1所述的一類含氟亞胺型陽離子表面活性劑的用途，其特征在于，用作乳化劑，金屬表面處理劑，流平劑，滅火劑添加劑，泡沫浮選劑，或者原油蒸發抑制劑。
全文摘要
含氟亞胺型陽離子表面活性劑的制備方法與用途。它是將全氟烷基磺酰氟與N，N′-二甲基(乙基)-1，3-丙二胺進行酰胺化反應，得到中間體1，精制后，再與烷基磺酰氟(氯)或烷基酰氟(氯)進行酰胺化反應，得到中間體2，精制后與碘甲烷等物質反應，得到含氟亞胺型陽離子表面活性劑；這類表面活性劑可以作為乳化劑，金屬表面處理劑，流平劑，滅火劑添加劑，泡沫浮選劑，原油蒸發抑制劑。本發明的優點該類表面活性劑生產成本低廉，制備方法簡單，對生產設備要求低，生產工藝簡潔；產物環境友好；產率高，含氟單體轉化率達到100％；表面性能優異，某些化合物對水的最低表面張力在18mN/m以下。
文檔編號B01F17/18GK102351755SQ201110232810
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者付冬梅, 吳蓉, 李中華, 李訓生, 王紹磊, 田德美, 肖舒, 黃澄華, 龍光斗 申請人:華中師范大學