支链全氟乙烯基醚化合物、其制备方法以及来源于支链全氟乙烯基醚化合物的含氟聚合物技术

本文描述了一种制备支链全氟化化合物，特别是(CF3)2CFCF(CF3)OCF(CF3)C(＝O)F和(CF3)2CFCF(CF3)OCF＝CF2的方法。本文还公开了一种来源于支链全氟乙烯基醚单体的含氟聚合物以及制备含氟聚合物的方法。及制备含氟聚合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】支链全氟乙烯基醚化合物、其制备方法以及来源于支链全氟乙烯基醚化合物的含氟聚合物


[0001]本专利技术公开了一种支链全氟乙烯基醚化合物以及制备此类化合物的方法。本专利技术还公开了一种来源于支链全氟乙烯基醚化合物的含氟聚合物以及由其制得的制品。

技术实现思路

[0002]期望识别新型单体，这些新型单体提供具有改善的特性诸如粘度降低的新型含氟聚合物。
[0003]在一个方面，本专利技术公开了一种制备化合物的方法。该方法包括：
[0004]使(CF3)2CF
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C(＝O)
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CF3与六氟环氧丙烷在金属氟化物催化剂和非质子溶剂的存在下接触，以形成(CF3)2CFCF(CF3)OCF(CF3)C(＝O)F的酰基氟。
[0005]在一个实施方案中，该方法还包括使(CF3)2CFCF(CF3)OCF(CF3)C(＝O)F脱羧以形成(CF3)2CFCF(CF3)OCF＝CF2的乙烯基醚。
[0006]在另一方面，本专利技术公开了单体(CF3)2CFCF(CF3)OCF＝CF2。
[0007]在又一方面，本专利技术公开了一种含氟聚合物，其中含氟聚合物来源于(CF3)2CFCF(CF3)OCF＝CF2。
[0008]在又一方面，本专利技术公开了一种制备含氟聚合物的方法。该方法包括使(CF3)2CFCF(CF3)OCF＝CF2与自由基引发剂反应。
[0009]以上
技术实现思路
并非旨在描述每个实施方案。在下面的具体实施方式中还列出了本专利技术的一个或多个实施方案的细节。根据本说明书和权利要求书，其它特征、目标和优点将显而易见。
具体实施方式
[0010]如本文所用，术语
[0011]“一个”、“一种”和“所述”可互换使用并指一个或多个；并且
[0012]“和/或”用于表示一种或两种所述的情况可以发生，例如，A和/或B包括(A和B)以及(A或B)；
[0013]“主链”是指聚合物的主要连续链，不包括聚合物的引发和终止位点；
[0014]“互聚”是指使单体聚合在一起以形成聚合物主链；
[0015]“单体”是一种可进行聚合然后形成聚合物基本结构部分的分子；
[0016]“全氟化”意指来源于烃的、其中所有氢原子都被氟原子置换的基团或化合物。然而，全氟化化合物还可以包含除氟原子和碳原子之外的其它原子，如氧原子、氯原子、溴原子和碘原子；并且
[0017]“聚合物”是指数均分子量(Mn)为至少10,000道尔顿、至少20,000道尔顿、至少30,000道尔顿、至少40,000道尔顿、至少50,000道尔顿、至少100,000道尔顿、至少300,000道尔顿、至少500,000道尔顿、至少750,000道尔顿、至少1,000,000道尔顿或甚至至少1,500,000
道尔顿并且分子量不能高到引起聚合物过早胶凝的宏观结构。
[0018]而且，在本文中，由端点表述的范围包括该范围内包含的所有数字(例如，1至10包括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等)。
[0019]而且，在本文中，表述“至少一个”包括一个及大于一的所有数字(例如，至少2、至少4、至少6、至少8、至少10、至少25、至少50、至少100等)。
[0020]如本文所用，“包含A、B、和C中的至少一者”是指只包含元素A、只包含元素B、只包含元素C、包含A和B、包含A和C、包含B和C、以及包含所有这三者的组合。
[0021]本文公开了一种用于制备支链全氟化化合物、新型支链全氟乙烯基醚化合物、以及来源于其的含氟聚合物的方法。
[0022]制备支链全氟化化合物的方法
[0023]通过使式(CF3)2CF
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C(＝O)
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CF3的全氟化酮与六氟环氧丙烷在金属氟化物催化剂和非质子溶剂的存在下接触来制备式(CF3)2CFCF(CF3)OCF(CF3)C(＝O)F的支链全氟化醚酰基氟化合物。
[0024]全氟化酮(CF3)2CF
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C(＝O)
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CF3可以商品名“3M NOVEC 5110INSULATING GAS”从明尼苏达州梅普尔伍德的3M公司(3M Co.,Maplewood,MN)商购获得，或者可使用本领域已知的技术(例如六氟丙烯与三氟乙酰氟在KF和二甘醇二甲醚中的反应)合成。
[0025]六氟环氧丙烷(HFPO)可得自特种化学品公司。
[0026]通常，(CF3)2CF
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C(＝O)
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CF3与HFPO的摩尔比为至少1:2至最多2:1或甚至至少1:1.5至最多1.5:1。约1:1比率的比率是优选的，如果反应理想地以最少的副反应进行，则此类副反应可包括两个HFPO分子与一种全氟化酮化合物反应。
[0027]金属氟化物催化剂是本领域已知的。示例性金属氟化物催化剂包括：CsF、KF、AlF3以及它们的组合物。因为金属氟化物催化剂在反应期间再生，所以通常使用少量(例如，相对于(CF3)2CF
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C(＝O)
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CF3的摩尔数小于20摩尔％、15摩尔％、10摩尔％、5摩尔％、2摩尔％或甚至1摩尔％)的金属氟化物催化剂。
[0028]溶剂可用于溶解反应物以发生反应。可用的溶剂包括有机溶剂，诸如非质子溶剂。非质子溶剂包括醚(诸如双(2
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甲氧基乙基)醚和四甘醇二甲醚)、腈(诸如乙腈、己二腈和苄腈)、二甲基亚砜、N
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甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)和四氢噻吩
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1,1
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二氧化物(环丁砜)，它们可单独使用或作为混合物使用。
[0029]在一个实施方案中，HFPO和全氟化酮在初始被抽空的反应器中混合。因此，在HFPO与全氟化酮的反应期间，反应器初始可始于低于大气压并增加至高达环境压力和/或更高压力(例如，高达30psi或206千帕)。在本公开的一个实施方案中，(CF3)2CFC(＝O)CF3与HFPO之间的反应可在至少
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20℃、
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10℃、
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5℃、0℃、5℃、10℃、20℃或甚至25℃且最多30℃、40℃或甚至50℃的温度下进行。通常，反应在少于约2小时、4小时或甚至8小时；且最多约4小时、6小时、8小时、10小时或甚至24小时内发生。
[0030]在一个实施方案中，根据本公开的反应可生成期望的全氟化醚酰基氟，其中对应酮的转化率为至少50摩尔％、60摩尔％、70摩尔％、80摩尔％、85摩尔％或甚至90摩尔％。如果期望改善用于形成(CF3)2CFCF(CF3)OCF(CF3)C(＝O)F的选择性，则反应可在低温(例如小于0℃)下进行，然而可能需要更长的反应时间(例如多于1天)以获得足够的转化率。
[0031]出乎意料的是，如以下实施例部分所示，与仅包含一个附加
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备化合物的方法，所述方法包括：使(CF3)2CF
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C(＝O)
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CF3与六氟环氧丙烷在金属氟化物催化剂和非质子溶剂的存在下接触，以形成(CF3)2CFCF(CF3)OCF(CF3)C(＝O)F的酰基氟。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括分离所述酰基氟。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括：使所述酰基氟脱羧以形成(CF3)2CFCF(CF3)OCF＝CF2的乙烯基醚。4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括分离所述乙烯基醚。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属氟化物催化剂包括以下中的至少一种：CsF、KF、AlF3以及它们的组合物。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述非质子溶剂包括以下中的至少一种：双(2
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甲氧基乙基)醚、四甘醇二甲醚、乙腈、己二腈和苄腈、二甲基亚砜、N
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甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)、四氢噻吩
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1,1
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二氧化物(环丁砜)以及它们的组合物。7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：米格尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：