本发明涉及有机化合物技术领域，特别涉及一种聚全氟丙烯烷基醚的制备方法。
背景技术：
聚全氟丙烯烷基醚是一类含氟、碳、氢、氧元素的醚类化合物，臭氧消耗潜值(odp)为零，温室效应潜值(gwp)低，且大气停留时间很短，是臭氧消耗物质的新一代替代品。单纯的聚全氟丙烯烷基醚具有良好的混溶性，在清洗、制冷、发泡、医药等领域具有重要应用。
聚全氟丙烯烷基醚的合成方法分为两类，第一类是醚类化合物的氟化，包括直接氟化法和电化学氟化法；第二类是通过含氟化合物与其他化合物的反应制备氢氟醚，反应类型主要包括不饱和烃与醇的加成反应、含氟羰基化合物的烷基化反应和卤代烷与醇的分子间消除反应。其中，碱催化不饱和烃与醇加成制备氢氟醚操作简便，反应条件相对温和，现有的制备方法中，常规使用氢氧化钠、氢氧化钾等无机固体催化剂，存在催化剂固体颗粒微细，产品与催化剂分离困难等缺点，同时催化剂固渣量大，处理成本高，无法实现连续化生产。
因此，有必要开发一种聚全氟丙烯烷基醚的制备方法，以实现连续化生产。
技术实现要素：
本发明的目的旨在提供一种聚全氟丙烯烷基醚的制备方法，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种聚全氟丙烯烷基醚的制备方法，包括如下步骤：
将极性溶剂、催化剂、醇类化合物、六氟丙烯化合物加入反应釜中进行取代反应，经精馏提纯得到聚全氟丙烯烷基醚；其中，所述取代反应的条件为：温度0～120℃、压力0.5～10kg/cm2、反应时间1～10小时；所述六氟丙烯化合物选自六氟丙烯单体、六氟丙烯二聚体、六氟丙烯三聚体、六氟丙烯四聚体中的一种或多种；所述催化剂选自有机碱性催化剂和无机碱性催化剂，所述有机碱性催化剂选自三乙胺、乙二胺、羰基氟、冠醚、丙二胺、1,4-丁二胺、甲醇钠、乙醇钠中的一种或多种；所述无机碱性催化剂为硫氰酸钾、氟化钾、氢氧化钾中的一种或多种与丙酮的混合物。
优选的，所述极性溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、乙腈、n-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、丙酮、丁酮中的一种或多种。
优选的，所述醇类化合物选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丙二醇、丁醇、丁二醇、季戊四醇、丙三醇中的一种或多种。
优选的，所述醇类化合物与所述六氟丙烯化合物的摩尔比为3～4:1。
优选的，所述催化剂与所述六氟丙烯化合物的重量比为1～4:100。
优选的，所述溶剂与所述六氟丙烯化合物的摩尔比为4～5:1。
优选的，所述六氟丙烯化合物为六氟丙烯单体，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，所述催化剂为三乙胺，所述醇类化合物为甲醇，所述取代反应的条件为：温度15～25℃、压力0.3～1kg/cm2、反应时间10小时。
优选的，所述六氟丙烯化合物为六氟丙烯二聚体，所述溶剂为乙腈，所述催化剂由氢氧化钾和丙酮组成，所述醇类化合物为甲醇，所述取代反应的条件为：温度40℃、反应时间4小时。
优选的，所述六氟丙烯化合物为六氟丙烯三聚体，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，所述催化剂为三乙胺，所述醇类化合物为甲醇，所述取代反应的条件为：温度70℃、反应时间4小时。
优选的，所述六氟丙烯化合物为六氟丙烯二聚体，所述溶剂为乙腈，所述催化剂由cof2和冠醚组成，所述醇类化合物为甲醇，所述取代反应的条件为：温度40℃、反应时间3小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
在本发明中，六氟丙烯化合物与醇类化合物在极性溶剂中通过催化剂催化作用进行取代反应，生成聚全氟丙烯烷基醚；采用有机碱催化剂体系，无机化合物与丙酮的混合体系，解决了固体催化剂因溶解度低反应难于控制的问题，反应更加平稳易控，易实现连续化合成，提产降能；制备方法操作简便，反应条件相对温和，产物易分离提纯，是具有工业化前景的合成方法；该聚全氟丙烯烷基醚可用于集成电路的电子清洗、超导热管的传热介质、有机氟树脂合成及溶剂、含氟表面活性剂等含氟精细化工领域。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
在1000l压力反应釜中，加入溶剂n,n-二甲基甲酰胺(dmf)300kg、催化剂三乙胺12.5kg、甲醇300kg，升温至15～25℃，在流量2.5～3l/min、压力0.3～1kg/cm2的条件下，通入六氟丙烯单体225kg(cf3cf2＝cf2)，并在电磁搅拌下反应10小时，得到粗产品(收率为96％)，经精馏提纯得到五氟丙烯基甲基醚c3f5och3(收率为86％)。经检测本实施例所制成的产品的沸点为12℃，密度为1.56g/cm3，闪点46°f，纯度≥99％。
实施例2
在1000l不锈钢压力反应釜中，加入溶剂乙腈300kg，加入氢氧化钾和丙酮的混合物15kg(其中，氢氧化钾7kg，丙酮8kg)，控制反应温度为0℃，加入甲醇260kg，再滴加六氟丙烯二聚体(全氟-4-甲基-2-戊烯)520kg，约1小时滴完，滴加完成后升温到40℃反应3小时，经低温真空提纯后得到全氟丙烯二聚体甲醚(收率85％)；六氟丙烯二聚体，按重量百分比计，包括全氟-1-甲基-2-戊稀90％、全氟-2-甲基-2-戊稀10％。经检测本实施例所制成的产品的沸点为52-53℃，密度为1.58g/cm3，闪点18°f，纯度≥99％。
实施例3
在1000l不锈钢压力反应釜中，加入溶剂n,n-二甲基甲酰胺(dmf)300kg、三乙胺6kg、六氟丙烯三聚体600kg、甲醇200kg，在70℃下反应4小时，得到粗产品，提纯后得到全氟丙烯三聚体甲醚540kg(收率84％)；其中，六氟丙烯三聚体是三个异构体总和，按重量百分比计，包括全氟-2,4-甲基庚烯15％、全氟-4-甲基-3-异丙基戊烯45％、全氟-2,4-二甲基-3-乙基戊烯40％。经检测本实施例所制成的产品的沸点为115-120℃，密度为1.62g/cm3，闪点86°f，纯度≥99％。
实施例4
在1000l不锈钢压力反应釜中，加入六氟丙烯二聚体(即全氟4-甲基-2-戊烯)300kg、溶剂乙腈400kg、催化剂羰基氟(cof2)和冠醚的混合物(其中，4kgcof2和8kg冠醚混合而成)，在温度为-15℃加入甲醇200kg，反应2小时，得到粗产品，经提纯后得到全氟丙烯二聚体甲醚(收率84％)。经检测本实施例所制成的产品的沸点为52-53℃，密度为1.58g/cm3，闪点18°f，纯度≥99％。
实施例5
为了进一步说明本发明的有益效果，按照与实施例1类似的制备方法制备五氟丙烯基甲基醚，本实施例与实施例1的区别仅在于：实施例1采用的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，本实施例采用的溶剂为乙腈；本实施例所制得的五氟丙烯基甲基醚的收率为70.2％。
实施例6
为了进一步说明本发明的有益效果，按照与实施例1类似的制备方法制备五氟丙烯基甲基醚，本实施例与实施例1的区别仅在于：实施例1采用的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，本实施例采用的溶剂为丙酮；本实施例所制得的五氟丙烯基甲基醚的收率为75.9％。
实施例7
为了进一步说明本发明的有益效果，按照与实施例1类似的制备方法制备五氟丙烯基甲基醚，本实施例与实施例1的区别仅在于：实施例1采用的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，本实施例采用的溶剂为丁酮；本实施例所制得的五氟丙烯基甲基醚的收率为80.1％。
实施例8
为了进一步说明本发明的有益效果，按照与实施例1类似的制备方法制备五氟丙烯基甲基醚，本实施例与实施例1的区别仅在于：实施例1采用的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，本实施例采用的溶剂为n-甲基吡咯烷酮；本实施例所制得的五氟丙烯基甲基醚的收率为83.3％。
实施例9
为了进一步说明本发明的有益效果，按照与实施例2类似的制备方法制备全氟丙烯二聚体甲醚，本实施例与实施例2的区别仅在于：实施例2采用的溶剂为乙腈，本实施例采用的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺；本实施例所制得的全氟丙烯二聚体甲醚的收率为71.3％。
实施例10
为了进一步说明本发明的有益效果，按照与实施例3类似的制备方法制备全氟丙烯三聚体甲醚，本实施例与实施例3的区别仅在于：实施例3采用的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺，本实施例采用的溶剂为乙腈；本实施例所制得的全氟丙烯三聚体甲醚的收率为74.1％。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。