专利名称：一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂方法
一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂方法技术领域
本发明属于精细化学及消防灭火溶剂技术，特别涉及一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂的方法。
背景技术：
含氟表面活性剂主要由电化法、齐聚法、调聚法三种方法合成制造，其中全氟辛基磺酸盐(PF0Q是由电化法合成制备的，而PFOS可能具有下列特性1、持久性研究含氟表面活性剂的半衰期、生物降解性能。
2、生物累积性试验研究含氟表面活性剂在有机生物体内聚积。
3、毒性使老鼠急性、亚慢性和慢性接触及猴子亚慢性接触含氟表面活性剂，以及对老鼠的两代研究可以得出该物质毒性的证据。
4、远距离传输含氟表面活性剂是否具有远距离环境传输的能力及污染范围。
瑞典根据《斯德哥尔摩公约》向联合国提出了禁止使用PFOS的建议，以便于减少持久性有机污染物的排放。同时，瑞典还向欧洲委员会提出希望将PFOS纳入国家性的禁止法令中。国际“关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约审查委员会”已召开会议，审议将包括PFOS在内的五种化合物列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》(简称POPs 公约)。一旦PFOS被列入该公约，PFOS及其衍生物的使用将被全面封杀，在全球范围内遭遇限制使用，直至完全禁用。PFOS已经被列为持久性有机污染物黑名单。
我国水成膜泡沫灭火剂的研究和推广起步较晚，被我国消防界认识和接受并大量使用大约只有10年时间，但使用量却逐年增加，1995年全国水成膜泡沫灭火剂使用量每年在500吨左右，而2006年的使用量在6000吨左右，并且不少行业如中国石化、中国石油等集团公司均发文明确规定新上项目必须使用水成膜泡沫灭火剂。
然而我国目前将近50家水成膜泡沫灭火剂生产厂家中有超过40家厂是使用全氟辛基磺酸盐(PFOS)，况且其余不到10家生产厂也只是使用进口的产品。目前国内氟表面活性剂的生产主要是PFOS类氟碳表面活性剂的生产。
我国作为《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》的签约国，也积极行动起来，研究我国PFOS使用情况及相应对策，PFOS的禁用在消防中势在必行，并积极研究新的替代产品及技术。
有鉴于此，寻求一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂方法成为该领域技术人员的追求目标。发明内容
本发明的任务是提供一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂方法，它克服了上述现有技术所存在的缺点，避免了传统以甲苯等为溶剂造成三废污染问题，实现了环保生产的目标，避免了以甲苯等为溶剂与胺反应合成后蒸馏去除溶剂的工艺，实现了安全生产的目标，降低了成本。
本发明的技术解决方案如下一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂方法，以全氟烷基磺酰氯为起始原料，以水为溶剂，加入卤化氢捕捉剂，与N，N-烷基丙二胺反应，反应温度40°C 80°C，反应时间8 16小时；无需蒸馏溶剂，无需降温；直接加入氯乙酸钠水溶液经过反应；反应温度为80°C 110°C，反应时间为10 M小时；反应完成后直接稀释，配制成溶液，无需后处理。
一种按上述方法制备的水成膜泡沫灭火剂，泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱3% 8%，碳氢表面活性剂发泡1型6% 10%，碳氢表面活性剂发泡2 型2% 6%，泡沫稳定剂5% 15%，防腐剂0. 1% 1%，尿素0. 2% 1%，水60% 80%。
所述泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱5%，碳氢表面活性剂发泡1型6%，碳氢表面活性剂发泡2型4%，泡沫稳定剂8%，防腐剂0. 2%，尿素0. 8%，水 76%。
所述泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱8%，碳氢表面活性剂发泡1型8%，碳氢表面活性剂发泡2型2%，泡沫稳定剂15%，防腐剂0. 5%，尿素0. 2%，水 66. 3%ο
所述泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱3%，碳氢表面活性剂发泡1型10%,碳氢表面活性剂发泡2型3%，泡沫稳定剂5%，防腐剂0. 3%，尿素1%，水 77. 7%ο
所述泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱6%，碳氢表面活性剂发泡1型7%，碳氢表面活性剂发泡2型6%，泡沫稳定剂13%，防腐剂1%，尿素0. 8%，水66. 2%ο
本发明的方法作为全氟烷基甜菜碱的化学合成方法，以全氟烷基磺酰氯为起始原料，以水为溶剂，加入卤化氢捕捉剂，与N，N-烷基丙二胺反应，反应完不经处理，直接加入氯乙酸钠水溶液经过反应后制得。
本发明的一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂方法的优点是避免了传统以甲苯等为溶剂造成三废污染问题，实现了环保生产的目标，避免了以甲苯等为溶剂与胺反应合成后蒸馏去除溶剂的工艺，实现了安全生产的目标，降低了成本。产品经质谱分析确证了其结构，0. 1%及0. 05%溶液的表面张力达到16达因/厘米，经灭火试验证实可在水成膜泡沫灭火剂广泛使用。
图1是按本发明的一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂方法制得全氟表面活性剂产品的试样图。
具体实施方式
工业上用五氟碘乙烷作调聚剂，以四氟乙烯作调聚单体，在过氧化物引发剂作用下进行调聚反应，最终产物为全氟碘代烷。全氟碘代烷通过各类反应即可制取各种类型的氟碳表面活性剂。调聚法的最大优点是能合成中间体全氟碘代烷，并进一步转化为另一重要中间体全氟醇，从此出发可合成各种类型的氟碳表面活性剂。制造含氟化合物所使用的第二个主要生产工艺是调聚反应，该工艺由杜邦公司的其他机构研发，目前正被用来合成含氟调聚物基产品。这些产品不含有PFOS及其衍生物，也不含有PF0A。因此，PFOS以及含氟调聚物基化合物的副产品都不会被生产出来。
调聚反应是在自由基聚合催化剂的作用下，调聚剂(又称端基物)与不饱和双键单体发生加成聚合反应。调聚反应过程如下紫外线辐射
权利要求
1.一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂方法，其特征在于以全氟烷基磺酰氯为起始原料，以水为溶剂，加入卤化氢捕捉剂，与N，N-烷基丙二胺反应，反应温度 40°C 80°C，反应时间8 16小时；无需蒸馏溶剂，无需降温；直接加入氯乙酸钠水溶液经过反应；反应温度为80°C 110°C，反应时间为10 M小时；反应完成后直接稀释，配制成溶液，无需后处理。
2.一种按权利要求1所述方法制备的水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱3% 8%，碳氢表面活性剂发泡1型6% 10%，碳氢表面活性剂发泡2 型2% 6%，泡沫稳定剂5% 15%，防腐剂0. 1% 1%，尿素0. 2% 1%，水60% 80%。
3.根据权利要求2所述的水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱5%，碳氢表面活性剂发泡1型6%，碳氢表面活性剂发泡2型4%，泡沫稳定剂8%，防腐剂0. 2%，尿素0. 8%，水76%。
4.根据权利要求2所述的水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱8%，碳氢表面活性剂发泡1型8%，碳氢表面活性剂发泡2型2%，泡沫稳定剂15%，防腐剂0. 5%，尿素0. 2%，水66. 3%。
5.根据权利要求2所述的水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱3%，碳氢表面活性剂发泡1型10%，碳氢表面活性剂发泡2型3%，泡沫稳定剂5%，防腐剂0. 3%，尿素1%，水77. 7%。
6.根据权利要求2所述的水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述泡沫液的配方组分含量以重量百分比计为全氟烷基甜菜碱6%，碳氢表面活性剂发泡1型7%，碳氢表面活性剂发泡2型6%，泡沫稳定剂13%，防腐剂1%，尿素0. 8%，水66. 2%。
全文摘要
本发明涉及一种以水为溶剂连续法化学合成全氟表面活性剂方法，以全氟烷基磺酰氯为起始原料，以水为溶剂，加入卤化氢捕捉剂，与N，N-烷基丙二胺反应，反应温度40℃～80℃，反应时间8～16小时；无需蒸馏溶剂，无需降温；直接加入氯乙酸钠水溶液经过反应；反应温度为80℃～110℃，反应时间为10～24小时；反应完成后直接稀释，配制成溶液，无需后处理。本发明还涉及一种按上述方法制备的水成膜泡沫灭火剂，其中全氟烷基甜菜碱3%～8%，碳氢表面活性剂发泡1型6%～10%，碳氢表面活性剂发泡2型2%～6%，泡沫稳定剂5%～15%。本发明的优点是避免了传统以甲苯等为溶剂造成三废污染问题，实现了环保生产的目标，降低了成本。
文档编号C07C303/40GK102491923SQ201110359550
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者吴琪, 张 杰, 徐泉鸿, 王维忠, 赵振江 申请人:上海威腾化工科技发展有限公司