全氟丁基磺酸盐的制备方法技术

本发明专利技术提供一种能够提高收率，并且能够降低PFOS盐含量的全氟丁基磺酸盐（PFBS盐）的制备方法。通过在无水氟化氢构成的电解液中进行电解氟化生成全氟丁基磺酰氟，对其进行水解，从而生成全氟丁基磺酸盐。该全氟丁基磺酸盐制备方法包括：抽出在反应槽中生成的液相成分的第一全氟丁基磺酸盐馏分调制工序；以及捕集从所述反应槽排出的气相成分的第二全氟丁基磺酸盐馏分调制工序。通过从所述反应槽抽出所述液相成分，将所述反应槽的电解液中的全氟辛基磺酰氟的含量控制为500ppm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本申请基于2010年I月27日于日本申请的特愿2010-015641号主张优先权，在此援用其内容。
技术介绍
一直以来，由通式C4F9SO3 · M (M为Li、Na、K、NH4等阳离子)表示的全氟丁基磺酸盐适于用作酸发生剂的原料、制备难燃性芳香族聚碳酸酯树脂组合物时的原料。 作为由通式CnF2n+1S03 ·Μ (η为I以上的整数，M为阳离子成分)表示的全氟烷基磺酸盐类的制备方法，已知通过在无水氟化氢中对由通式CnH2n+1S02F (η为I以上的整数)表示的烷基磺酰氟进行电解氟化生成由通式CnF2n+1S02F (η为I以上的整数)表示的全氟烷基磺酰氟，对其进行水解从而制备全氟烷基磺酸盐的方法(专利文献I)。但是，在专利文献I所述的制备方法中，由通式CnH2n+1S02F表示的烷基磺酰氟的碳原子数小(在上述通式中，例如n=l 3)的化合物由于生成物的沸点低，因此作为生成气体从反应槽(电解液槽)排出。所以，在专利文献2中公开了一种为了高效地使吸收液吸收并回收全氟烷基磺酰氟的生成气体，使用在碱性水中混合有表面活性剂的溶液作为吸收液的方法。另一方面，由通式CnF2n+1S02F表示的全氟烷基磺酰氟的碳原子数较大(在上述通式中，例如n=4以上)的化合物在反应槽(电解液槽)中作为液相生成。所以，在专利文献3中公开了一种作为液相萃取所生成的全氟烷基磺酰氟的方法。已知有专利文献4作为提高全氟丁基磺酸盐(PFBS盐)的收率的制备方法。该专利文献4中公开的为通过使用丁基磺酰氟、四氢噻吩-1，I- 二氧化物(环丁砜)、2，5- 二氢噻吩-1，I- 二氧化物(环丁烯砜)或者它们的混合物作为原料，在全氟辛基磺酰氟(C8F17SO2F ;以下记载为“P0F”)的存在下对这些原料进行电解氟化，从而生成全氟丁基磺酰氟(以下记载为“PBF”)，作为液相从反应槽(电解液槽)萃取的方法。据此，可以提高全氟丁基磺酸盐的收率。专利文献I :美国专利第2732398号说明书专利文献2 日本特开2009-179836号公报专利文献3 :日本特开2002-38288号公报专利文献4 :日本特开平6-49674号公报但是，专利文献4所述的制备方法中，虽然通过POF的存在确认了全氟丁基磺酸盐的收率的提高，然而却存在其效果并不充分的问题。另外，专利文献4所述的制备方法中，由于生成的PBF以与POF的混合物形式得至IJ，因此存在PBF的精制困难，在生成的全氟丁基磺酸盐中混入全氟辛基磺酸盐(PFOS盐)杂质的问题。由于PFOS盐是非常稳定的化合物，在环境中难以分解，因此担心环境蓄积性。所以，近年来，作为新的环境污染物质国际上进行了限制，作为应对，要求全氟丁基磺酸盐中的PFOS盐含量的降低。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种能够提高全氟丁基磺酸盐的收率，并且能够降低全氟丁基磺酸盐中的全氟辛基磺酸盐(PF0S盐)含量的。为了达到上述目的，本专利技术人进行了深入研究结果确认，通过电解氟化生成的PBF的沸点约为65°C，其一部分与副生成的氢气一起作为排出气体向系统外排出。另外，发现通过将电解液中的POF含量降低至规定值以下，可以抑制气相中混入的P0F，从而完成了本申请。本专利技术的第一方案的包括电解氟化工序，在反应槽 内对丁基磺酰氟、四氢噻吩-1，I- 二氧化物(环丁砜)和2，5- 二氢噻吩-1，I- 二氧化物(环丁烯砜)中的一种或两种以上构成的电解原料在无水氟化氢构成的电解液中进行电解氟化，从而生成包含全氟丁基磺酰氟的液相成分及气相成分；第一全氟丁基磺酸盐馏分调制工序，抽出在所述反应槽内由所述电解氟化工序生成的所述液相成分，对所述液相成分中含有的全氟丁基磺酰氟进行水解，从而调制第一全氟丁基磺酸盐馏分；以及第二全氟丁基磺酸盐馏分调制工序，捕集从所述反应槽排出的由所述电解氟化工序生成的所述气相成分，对所述气相成分中含有的全氟丁基磺酰氟进行水解，从而调制第二全氟丁基磺酸盐馏分，在所述电解氟化工序中，通过从所述反应槽内抽出所述液相成分，将电解液中的全氟辛基磺酰氟的含量控制为500ppm以下。在本专利技术的第一方案的中，第一全氟丁基磺酸盐馏分调制工序还可以包括在所述液相成分中含有的全氟丁基磺酰氟的水解前，蒸馏所述液相成分，从而精制全氟丁基磺酰氟的全氟丁基磺酰氟精制过程，被精制的全氟丁基磺酰氟通过碱性水溶液进行水解。第二全氟丁基磺酸盐馏分调制工序还可以包括在所述气相成分中含有的全氟丁基磺酰氟的水解前，从所述气相成分中除去氟化氢气体的氟化氢气体除去过程，除去了氟化氢气体的所述气相成分中的全氟丁基磺酰氟通过与碱性水溶液气液接触而进行水解，所述第二全氟丁基磺酸盐馏分被上述碱性水溶液捕集。所述第一全氟丁基磺酸盐馏分及第二全氟丁基磺酸盐馏分中的全氟辛基磺酸盐(PF0S盐)的含量也可以分别为50ppm以下。所述第一全氟丁基磺酸盐馏分及第二全氟丁基磺酸盐馏分中的全氟辛基磺酸盐(PF0S盐)的含量也可以分别为IOppm以下。本专利技术的第二方案的含有全氟丁基磺酸盐的组合物为通过本专利技术的第一方案的全氟丁基磺酸盐制备方法制备的含有全氟丁基磺酸盐的组合物，所述含有全氟丁基磺酸盐的组合物中含有的全氟丁基磺酸盐的浓度按照质量比计为99%以上，全氟辛基磺酸盐(PF0S盐)的含量为50ppm以下。本专利技术的第二方案的含有全氟丁基磺酸盐的组合物的全氟辛基磺酸盐(PF0S盐)的含量也可以为IOppm以下。本专利技术的第二方案的含有全氟丁基磺酸盐的组合物也可以含有200ppm以下的由通式CnF2n+1S03 · M (η为I 3的整数，M为阳离子成分)表示的全氟烷基磺酸盐类。本专利技术的第一方案的包括抽出在反应槽中生成的液相成分，调制第一全氟丁基磺酸盐馏分的全氟丁基磺酸盐馏分调制工序；以及捕集从反应槽排出的气相成分，调制第二全氟丁基磺酸盐馏分的全氟丁基磺酸盐馏分调制工序。据此，由于可以捕集以往从反应槽与氢一起作为气相成分被排出到系统外的全氟丁基磺酰氟，因此可以提高全氟丁基磺酸盐的收率。另外，由于从反应槽抽出液相成分以使反应槽的电解液中的全氟辛基磺酰氟(POF)的含量为500ppm以下，因此可以降低气相成分中混入的POF含量。据此，可以将第二全氟丁基磺酸盐馏分中 的全氟辛基磺酸盐(PF0S盐)的含量抑制到IOppm以下。本专利技术的第二方案的含有全氟丁基磺酸盐的组合物由于通过上述第一方案的制备方法制备，因此可以使上述含有全氟丁基磺酸盐的组合物中含有的全氟丁基磺酸盐的浓度按照质量比计为99%以上，进而可以使全氟辛基磺酸盐(PF0S盐)的含量限制在50ppm以下或者IOppm以下。附图说明图I是表示中的物质的流程以及工序和过程的流程的图。(实施例I和实施例2)具体实施例方式下面，对本专利技术的一实施方式的进行说明。本实施方式的包括生成全氟丁基磺酰氟(PBF)的工序(电解氟化工序)；抽出在反应槽中生成的液相成分，调制第一全氟丁基磺酸盐馏分的工序(第一全氟丁基磺酸盐馏分调制工序)；以及捕集从反应槽排出的气相成分，调制第二全氟丁基磺酸盐馏分的工序(第二全氟丁基磺酸盐馏分调制工序)。进而，通过从反应槽抽出液相成分，将反应槽的电解液中的全氟辛基磺酰氟(POF)的含量控制为500ppm以下。下面，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鱼谷正和，神谷武志，本田常俊，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，三菱材料电子化成株式会社，
类型：发明
国别省市：