短碳链氟素聚氨酯化合物及含其的拨水拨油剂制造技术

本发明专利技术提供一种短碳链氟素聚氨酯化合物及含其的拨水拨油剂。本发明专利技术氟素聚氨酯化合物具有以下化学式所示结构：Rf-Rx-O-[(O=C)-HN-Ry-NH-(C=O)]q-ORz。本发明专利技术的拨水拨油剂以所述氟素聚氨酯化合物为主要成分，大幅降低现有拨水拨油剂中所含的PFOA（Perfluoro Octanoic Acid）成分，因此具有环境友善及使用者健康的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种氟素聚氨酯化合物及含其拨水拨油剂，尤指一种低PFOA成分的拨水拨油剂。
技术介绍
溶剂型氟素拨水拨油剂（如中国台湾专利号：TWI289599所示的）比起水分散液型氟素拨水拨油剂具有较佳的产品物性与稳定性，且具有耐水洗性及应用范围广等优点。然而，现有的溶剂型氟素拨水拨油剂普遍含有PFOA（Perfluoro Octanoic acid；全氟辛酸）。这类物质在大自然中不易分解，且在人体内的半衰期长达4年之久。因此，长期使用含PFOA的溶剂型氟素拨水拨油剂对环境及人体健康而言，都可能带来伤害。在环保意识抬头及使用者对其健康日渐重视的今天，本领域中急需一种新颖的拨水拨油剂，其将产品中PFOA的含量降至最低，又能同时兼顾产品效能。
技术实现思路
于是，本专利技术的一个目的为提供用以制备一种氟素聚氨酯化合物的组合物，所述氟素聚氨酯化合物可作为拨水拨油剂的主要成分，可将PFOA含量降至最低。本专利技术的又一目的为提供一种低PFOA成分新颖的拨水拨油剂及其制备方法，可免除对环境及使用者健康造成危害的疑虑。为达到上述目的，本专利技术提供一种氟素聚氨酯化合物，其具有以下化学式1所示的结构：Rf-Rx-O-[(O=C)-HN-Ry-NH-(C=O)]q-ORz    (1)；其中，q为选自1至10的整数；其中，Rf为C3～C6的全氟烷基；Rx选自C1～C10烷基、C1～C10羟基烷基、酯基烷>基、磺酸胺基、羰酸胺基、及氧基苯基；其中，Ry选自经取代或未经取代的C1～C10烷基、环烷基、苯基、萘基、烷基苯基、烷基环烷基、烷基苯基烷基、及烷基环烷基烷基；其中，Rz选自ROH、R(EO)mH、R-(EO)m(PO)nH、C1～C3硫醇基、硫酚基、酮肟基、C1～C10酸基、二酮基、酰胺基、吡唑基、及酚基；其中，所述Rz是借其结构中的OH基团键结于所述化学式1中；其中，R为C8～C20直链或支链烷基；EO为环氧乙烷；PO为环氧丙烷；m为3～50的整数；n为3～50的整数。较佳地，所述磺酸胺基具有以下化学式2-a所示的结构：-SO2-N(R1)R2-(2-a)；其中，R1为氢或C1～C10烷基；其中，R2为C1～C10亚烷基。较佳地，所述羰酸胺基具有以下化学式2-b所示的结构：-CO-N(R1)R2-(2-b)；其中，R1为氢或C1～C10烷基；其中，R2为C1～C10亚烷基。较佳地，所述酯基烷基具有以下化学式2-c所示的结构：-CH2-CH(OCOR3)CH2-(2-c)；其中R3为氢或甲基。较佳地，所述氧基苯基具有以下化学式2-d所示的结构：-O-Ar-(2-d)；其中，Ar为苯基或芐基。较佳地，所述Ry选自经1-3个C1～C3烷基取代的C1～C10烷基、环烷基、苯基、萘基、烷基苯基、烷基环烷基、烷基苯基烷基、及烷基环烷基烷基。较佳地，所述Ry选自甲基苯基、苯基亚甲基苯基、萘基、亚甲基苯基亚甲基、己基、环己基、环己基亚甲基环己基、异氟尔酮基、及四甲基苯基。本专利技术又提供一种制备氟素聚氨酯化合物的组合物，其包含：0.2～1.0克当量的氟醇类化合物；0.2～1.0克当量的脂肪醇化合物；0.8～2.0克当量的二异氰酸酯或其聚合物；0.1～0.5克当量的架桥剂；及0.1～0.5克当量的封锁剂。较佳地，所述氟醇类化合物为全氟烷基醇化合物。较佳地，所述全氟烷基醇化合物具有以下化学式2所示的结构：Rf-Rx-OH(2)；其中，Rf为C3～C6的全氟烷基；其中，Rx为C1～C10烷基、C1～C10羟基烷基、酯基烷基、磺酸胺基、羰酸胺基、或氧基苯基。较佳地，所述磺酸胺基具有以下化学式2-a所示的结构：-SO2-N(R1)R2-(2-a)；其中，R1为氢或C1～C10烷基；其中，R2为C1～C10亚烷基。较佳地，所述羰酸胺基具有以下化学式2-b所示的结构：-CO-N(R1)R2-(2-b)；其中，R1为氢或C1～C10烷基；其中，R2为C1～C10亚烷基。较佳地，所述酯基烷基具有以下化学式2-c所示的结构：-CH2-CH(OCOR3)CH2-(2-c)；其中R3为氢或甲基。较佳地，所述氧基苯基具有以下化学式2-d所示的结构：-O-Ar-(2-d)；其中，Ar为苯基或芐基。较佳地，所述氟醇类化合物选自以下化合物中的至少一种：CF3(CF2)6(CH2)1OH；CF3(CF2)6(CH2)2OH；CF3(CF2)5(CH2)1OH；CF3(CF2)5(CH2)2OH；CF3(CF2)4(CH2)1OH；CF3(CF2)4(CH2)2OH；及C6F13-O-Ar-OH；其中，Ar为苯基或芐基。较佳地，所述二异氰酸酯为芳香族系二异氰酸酯、脂肪族系二异氰酸酯、或其组合。较佳地，所述芳香族系二异氰酸酯包含：甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4,4`-二异氰酸酯(MDI)、萘-1,5-二异氰酸酯(NDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、或其混合。较佳地，所述脂肪族系二异氰酸酯包含：1,6-己二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环己烷二异氰酸酯(CHDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、或其混合。较佳地，所述脂肪醇化合物具有以下化学式3-a、化学式3-b、化学式3-c所示结构的至少一种：R-OH    (3-a)；R-(EO)m-H    (3-b)；R-(EO)m(PO)n-H    (3-c)；其中，R为C8～C20直链或支链烷基；其中，EO为环氧乙烷；其中，PO为环氧丙烷；其中，m为3～50的整数；及其中，n为3～50的整数。较佳地，所述架桥剂包含三醇化合物。较佳地，所述三醇化合物包含聚氧丙基三醇(Poly(oxy propylene)triol)、聚氧丙基聚氧乙基三醇(Poly(oxy propylene ethylene)triol)、三甲醇丙烷(TMP)、甘油(glycerol)、己三醇(hexanetriol)、或其混合物。较佳地，所述封锁剂包含甲醇(ethanol)、乙醇(ethanol)、乙硫醇(ethyl mercaptan)、β-硫酚(β-thionaphthol)、甲乙酮肟(methyl ethyl ketone oxime)、丙酮肟(acetoxime)、环己酮肟(cyclohexanone oxime)、丁酮肟(butanone oxime)、二乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟素聚氨酯化合物，其具有以下化学式1所示结构：Rf‑Rx‑O‑[(O=C)‑HN‑Ry‑NH‑(C=O)]q‑ORz   (1)；其中，q为选自1至10的整数；其中，Rf为C3～C6的全氟烷基；Rx选自C1～C10烷基、C1～C10羟基烷基、酯基烷基、磺酸胺基、羰酸胺基、及氧基苯基；其中，Ry选自经取代或未经取代的C1～C10烷基、环烷基、苯基、萘基、烷基苯基、烷基环烷基、烷基苯基烷基、及烷基环烷基烷基；其中，Rz选自ROH、R(EO)mH、R‑(EO)m(PO)nH、C1～C10烷基醇基、聚氧丙基醇基、聚氧丙基聚氧乙基醇基、C1～C3硫醇基、硫酚基、酮肟基、C1～C10酸基、二酮基、酰胺基、吡唑基、及酚基；其中，所述Rz是借其结构中的OH基团键结于所述化学式1中(C=O)‑的碳原子；其中，R为C8～C20直链或支链烷基；EO为环氧乙烷；PO为环氧丙烷；m为3～50的整数；n为3～50的整数。

【技术特征摘要】
2012.10.31 TW 1011402571.一种氟素聚氨酯化合物，其具有以下化学式1所示结构：
Rf-Rx-O-[(O=C)-HN-Ry-NH-(C=O)]q-ORz   (1)；
其中，q为选自1至10的整数；
其中，Rf为C3～C6的全氟烷基；Rx选自C1～C10烷基、C1～C10羟基烷基、酯基烷
基、磺酸胺基、羰酸胺基、及氧基苯基；
其中，Ry选自经取代或未经取代的C1～C10烷基、环烷基、苯基、萘基、烷基苯
基、烷基环烷基、烷基苯基烷基、及烷基环烷基烷基；
其中，Rz选自ROH、R(EO)mH、R-(EO)m(PO)nH、C1～C10烷基醇基、聚氧丙基醇
基、聚氧丙基聚氧乙基醇基、C1～C3硫醇基、硫酚基、酮肟基、C1～C10酸基、二酮基、
酰胺基、吡唑基、及酚基；其中，所述Rz是借其结构中的OH基团键结于所述化学
式1中(C=O)-的碳原子；
其中，R为C8～C20直链或支链烷基；EO为环氧乙烷；PO为环氧丙烷；m为3～50
的整数；n为3～50的整数。
2.如权利要求1所述的氟素聚氨酯化合物，其中，所述磺酸胺基具有以下化学
式2-a所示结构：
-SO2-N(R1)R2-   (2-a)；
其中，R1为氢或C1～C10烷基；
其中，R2为C1～C10亚烷基。
3.如权利要求1所述的氟素聚氨酯化合物，其中，所述羰酸胺基具有以下化学
式2-b所示结构：
-CO-N(R1)R2-   (2-b)；
其中，R1为氢或C1～C10烷基；
其中，R2为C1～C10亚烷基。
4.如权利要求1所述的氟素聚氨酯化合物，其中，所述酯基烷基具有以下化学
式2-c所示结构：
-CH2-CH(OCOR3)CH2-   (2-c)；
其中R3为氢或甲基。
5.如权利要求1所述的氟素聚氨酯化合物，其中，所述氧基苯基具有以下化学
式2-d所示结构：
-O-Ar-   (2-d)；
其中，Ar为苯基或芐基。
6.如权利要求1所述的氟素聚氨酯化合物，其中，所述Ry选自经1-3个C1～C3烷基取代的C1～C10烷基、环烷基、苯基、萘基、烷基苯基、烷基环烷基、烷基苯基
烷基、及烷基环烷基烷基。
7.如权利要求1所述的氟素聚氨酯化合物，其中，所述Ry选自甲基苯基、苯基
亚甲基苯基、萘基、亚甲基苯基亚甲基、己基、环己基、环己基亚甲基环己基、异氟
尔酮基、及四甲基苯基。
8.一种制备氟素聚氨酯化合物的组合物，其包含：
0.2～1.0克当量的氟醇类化合物；
0.2～1.0克当量的脂肪醇化合物；
0.8～2.0克当量的二异氰酸酯或其聚合物；
0.1～0.5克当量的架桥剂；及
0.1～0.5克当量的封锁剂。
9.如权利要求8所述的组合物，其中，所述氟醇类化合物为全氟烷基醇化合物。
10.如权利要求9所述的组合物，其中，所述全氟烷基醇化合物具有以下化学式
2所示结构：
Rf-Rx-OH    (2)；
其中，Rf为C3～C6的全氟烷基；
其中，Rx为C1～C10烷基、C1～C10羟基烷基、酯基烷基、磺酸胺基、羰酸胺基或
氧基苯基。
11.如权利要求10所述的组合物，其中，所述磺酸胺基具有以下化学式2-a所
示结构：
-SO2-N(R1)R2-    (2-a)；
其中，R1为氢或C1～C10烷基；
其中，R2为C1～C10亚烷基。
12.如权利要求10所述的组合物，其中，所述羰酸胺基具有以下化学式2-b所

\t示结构：
-CO-N(R1)R2-    (2-b)；
其中，R1为氢或C1～C10烷基；
其中，R2为C1～C10亚烷基。
13.如权利要求10所述的组合物，其中，所述酯基烷基具有以下化学式2-c所
示结构：
-CH2-CH(OCOR3)CH2-    (2-c)；
其中R3为氢或甲基。
14.如权利要求10所述的组合物，其中，所述氧基苯基具有以下化学式2-d所
示结构：
-O-Ar-    (2-d)；
其中，Ar为苯基或芐基。
15.如权利要求8所述的组合物，其中，所述氟醇类化合物选自以下化合物中的
至少一种：
CF3(CF2)6(CH2)1OH；
CF3(CF2)6(CH2)2OH；
CF3(CF2)5(CH2)1OH；
CF3(CF2)5(CH2)2OH；
CF3(CF2)4(CH2)1OH；
CF3(CF2)4(CH2)2OH；及
C6F13-O-Ar-OH；
其中，Ar为苯基或芐基。
16.如权利要求8所述的组合物，其中，所述二异氰酸酯为芳香族系二异氰酸酯、
脂肪族系二异氰酸酯、或其组合。
17.如权利要求16所述的组合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄培元，潘俊宏，徐建宏，江忆芬，
申请(专利权)人：福盈科技化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：台湾;71