氟磷酸酯表面活性剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及通过使液体与部分氟化的磷酸根与铵阳离子(NH2R1R2)+接触，能够向液体赋予表面效应的组合物，其中R1和R2独立地为直链或支化有机基团，所述有机基团包含至少一个羧化结构部分和一个氨基结构部分，并且任选被含氧、硫或氮的结构部分，或被包含至多10个碳原子的环烷基或芳基结构部分取代、插入或取代和插入两者。
【专利说明】氟磷酸酯表面活性剂
【技术领域】
[0001]本发明领域涉及氟磷酸酯以及它们作为表面活性剂、涂料或处理剂的添加剂向用此类组合物涂覆的基底赋予拒水性和拒油性的用途。
【背景技术】
[0002]通常，氟烷基磷酸酯表面活性剂和表面处理剂包含多个含氟化合物链，在给定浓度下包含较高百分比的氟，并且由于它们被认为提供更好的性能而通常使用。然而，氟化原料较昂贵并且供应不足。期望减少这些表面活性剂中氟化原料的量，同时维持相同或更好的性能。减少所需氟化起始组分的量将不仅降低成本，而且缩短循环时间，因为表面活性剂生产中所需的步骤更少，并且需要更少的能量。降低氟含量将降低成本，但维持产品的性能是必要的。
[0003]Brace 和 Mackenzie 在美国专利 3，083，224 中描述了具有式[CmF2m+1CnH2n0]yP0(0M)3_y的混合氟烷基磷酸酯，其中m为4至12，η为I至16，并且y平均为1.0至2.5。Brace和Mackenze描述了它们作为拒油剂的用途，尤其是当y为2时。
[0004]具有铵作为抗衡离子的磷酸酯表面活性剂可潜在地将氨释放到环境中。可供选择的抗衡离子需要能够提供稳定的表面活性剂，同时还不向表面活性剂性能提供不利的影响。
[0005]希望改善表面活性剂性能，具体地，降低涂料组合物中的表面张力，同时使用较少的氟化原料和不是简单铵化合物的抗衡离子。还希望向涂覆的表面赋予改善的表面效应。本发明提供了增加表面活性剂性能的方法，以及向涂覆的表面赋予改善的表面效应，同时利用较少氟化原料。
【发明内容】
[0006] 本发明含有包含式1、式II或式III的组合物
[0007]
【权利要求】
1.组合物，包含式1、式II或式III
其中 Rf为任选被一个、两个或三个醚氧原子插入的C1-C6直链或支化全氟烷基； X为I至2 ;
A 为(CH2)k, (CH2CF2)m(CH2)n, (CH2)0SO2N(CH3) (CH2)p'O(CF2)2 (CH2)r 或 OCHFCF2Oe ； Z为O或S ; m为I至4 ; k、η、O、P和r各自独立地为I至20 ; E为任选被氧、硫或氮原子插入的C2-C2tl直链或支化烷基基团；环烷基基团或C6-Cltl芳基基团; R为任选被杂原子插入的C2-C6tl直链或支化烷基基团，所述杂原子选自氧、硫或氮原子；环烷基；或C6-C10芳基；前提条件是当R大于8个碳时，杂原子与碳原子的比率为至少I.2 ;并且 M为铵阳离子(NH2R1I^)+,其中R1和R2独立地为直链或支化有机基团，所述有机基团包含至少一个羧化结构部分和一个氨基结构部分，并且任选被含氧、硫或氮的结构部分，或被包含至多10个碳原子的环烷基或芳基结构部分取代、插入或取代和插入两者。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中&为(；-(:6直链全氟烷基，A为(CH2)k，并且k为2。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中Rf为C4-C6直链全氟烷基，A为(CH2CF2)m(CH2)n，m为I,并且η为2。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中Rf为C3直链全氟烷基，A为O(CF2)2(CH2)i，并且r为2。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中M为铵阳离子(NH2R1R2)+,其中R1和R2独立地为包含至少一个羧化结构部分和一个氨基结构部分的直链或支化有机基团。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中M为
7.根据权利要求1所述的组合物，其中M为铵阳离子(NH3R)+，其中R为直链或支化有机基团，所述有机基团包含至少一个羧化结构部分和一个氨基结构部分，并且任选被含氧、硫或氮的结构部分，或被包含至多10个碳原子的环烷基或芳基结构部分取代、插入或取代和插入两者。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中M为
9.降低液体表面张力的方法，包括使液体接触包含式1、式II或式III的组合物.0
其中 Rf为任选被一个、两个或三个醚氧原子插入的C1-C6直链或支化全氟烷基； X为I至2 ;
A 为(CH2)k, (CH2CF2)m(CH2)n, (CH2)0SO2N(CH3) (CH2)p'O(CF2)2 (CH2)r 或 OCHFCF2Oe ； Z为O或S ; m为I至4 ; k、η、O、P和r各自独立地为I至20 ; E为任选被氧、硫或氮原子插入的C2-C2tl直链或支化烷基基团；环烷基基团或C6-Cltl芳基基团; R为任选被杂原子插入的C2-C6tl直链或支化烷基基团，所述杂原子选自氧、硫或氮原子；环烷基；或C6-C10芳基；前提条件是当R大于8个碳时，杂原子与碳原子的比率为至少I.2 ;并且 M为铵阳离子(NH2R1R2)+,其中R1和R2独立地为直链或支化有机基团，所述有机基团包含至少一个羧酸根结构部分和一个氨基结构部分，并且任选被含氧、硫或氮的结构部分，或被包含至多10个碳原子的环烷基或芳基结构部分取代、插入或取代和插入两者。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述液体选自水、盐水溶液、KCl溶液、钻孔流体、井流体、用于地下地层和井孔区域的液体处理流或气体处理流、烃、卤化碳体系、涂料组合物、胶乳、聚合物、地板涂饰剂、地板抛光剂、灭火剂、墨、乳化剂、发泡剂、剥离剂、排斥剂、流动改性剂、膜蒸发抑制剂、润湿剂、渗透剂、清洁剂、研磨剂、电镀剂、腐蚀抑制剂、蚀刻剂溶液、焊接剂、分散助剂、抗微生物剂、制浆助剂、漂洗助剂、抛光剂、个人护理组合物、干燥剂、抗静电剂或粘结剂。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述涂料组合物为醇酸树脂涂料、I型聚氨酯涂料、不饱和聚酯涂料或水分散性涂料。
12.组合物,包含根据权利要求9处理的液体。
13.向基底赋予表面效应的方法，包括使所述基底的表面的至少一部分与涂料组合物接触，所述涂料组合物含有包含式1、式II或式III的组合物.0
其中 Rf为任选被一个、两个或三个醚氧原子插入的C1-C6直链或支化全氟烷基； X为I至2 ;
A 为(CH2)k, (CH2CF2)m(CH2)n, (CH2)0SO2N(CH3) (CH2)p'O(CF2)2 (CH2)r 或 OCHFCF2Oe ； Z为O或S ; m为I至4 ; k、η、O、P和r各自独立地为I至20 ; E为任选被氧、硫或氮原子插入的C2-C2tl直链或支化烷基基团；环烷基基团或C6-Cltl芳基基团; R为任选被杂原子插入的C2-C6tl直链或支化烷基基团，所述杂原子选自氧、硫或氮原子；环烷基；或C6-C10芳基；前提条件是当R大于8个碳时，杂原子与碳原子的比率为至少I.2 ;并且 M为铵阳离子(NH2R1R2)+,其中R1和R2独立地为直链或支化有机基团，所述有机基团包含至少一个羧化结构部分和一个氨基结构部分，并且任选被含氧、硫或氮的结构部分，或被包含至多10个碳原子的环烷基或芳基结构部分取代、插入或取代和插入两者。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述涂料组合物为醇酸树脂涂料、I型聚氨酯涂料、不饱和聚酯涂料或水分散性涂料。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述涂料组合物在与包含式1、式II或式III的组合物接触之前，施用于所述基底。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述表面效应为降低表面张力、拒水性、拒油性、防污性、防垢性、以及抗粘连性、增加的接触角、润湿性和流平性。
17.基底，所述基 底是根据权利要求13的方法处理的。
【文档编号】C11D1/00GK104080899SQ201280054678
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年5月8日 优先权日:2011年11月4日
【发明者】S.彭, A.M.亚克, X.孟 申请人:纳幕尔杜邦公司