碱金属全氟丁基磺酸盐的提纯方法技术

公开了一种碱金属全氟丁基磺酸盐的提纯方法，包括如下步骤：提供带有过滤装置和温控装置的反应容器；将碱金属全氟丁基磺酸盐粗产物置于所述反应容器中，加入溶剂并升温使之溶解；降温使部分碱金属全氟丁基磺酸盐结晶析出后滤去该部分结晶；进一步降温结晶，过滤得到电子级碱金属全氟丁基磺酸盐晶体。电子级碱金属全氟丁基磺酸盐晶体。

【技术实现步骤摘要】
碱金属全氟丁基磺酸盐的提纯方法


[0001]本专利技术涉及一种电子级碱金属全氟丁基磺酸盐的提纯方法。用本专利技术方法可以得到极低杂质氟离子和金属离子的碱金属全氟丁基磺酸盐，例如电子级全氟丁基磺酸钾。

技术介绍

[0002]全氟丁基磺酸钾是一种用途广泛的含氟新材料，主要用于特种阻燃剂，也可用于光刻胶原料、二次电池电解质、防静电剂、全氟烷基磺酸类催化剂、全氟烷基磺酸类离子液体等领域的不同应用。
[0003]目前，全氟丁基磺酸钾产品在电子/电气/电池等行业的应用在迅速扩大，这些新的行业应用要求该产品必须高度纯净，拥有极低杂质的氟离子和金属离子。
[0004]现有技术提出了多种全氟丁基磺酸钾的提纯方法。例如，
[0005]CN1935785A提出在已知游离氟离子浓度大于500ppm的全氟丁基磺酸钾产品中，加入0.2％～0.5％的硫酸，将混合物在120～350℃的温度下加热反应2～6小时，得到游离氟的含量低于65ppm的全氟丁基磺酸钾。该方法加入硫酸形成新的副产物，并且得到氟离子含量大于10ppm。
[0006]CN103097349B提出采用重结晶纯化含氟链烷磺酸盐，获得包含小于500微克无机盐杂质/克含氟链烷磺酸盐。但是该方法所得产品金属离子较高，不适合电子级别的用途。
[0007]CN102272096A采用吸附剂吸附降低了氟离子含量，但是由于吸附剂由大量金属离子组成，所以使用过程不仅不会去除金属离子，反而还会加重金属离子的残留。
[0008]分步重结晶是利用溶解度差异分离混合物中的各种成分，就是将混合物在合适的条件下(各成分溶解度差别最大)，反复进行溶解和结晶的操作，而在每一次溶解和结晶以后，溶解度小的成分富集于晶体中，溶解度大的成分则富集于母液中，这样经过多次反复以后，就可以达到分离的目的。
[0009]本领域仍需要开发出一种全新的氟离子和金属离子去除工艺，从而提高全氟丁基磺酸钾的品质，达到电子/电池级离子残留指标的要求。

技术实现思路

[0010]为解决上述技术问题，本专利技术的专利技术目的在于提供一种碱金属全氟丁基磺酸盐的提纯方法，它可以有效去除全氟丁基磺酸钾的制备过程中残留的氟离子和金属离子，使之达到电子级化学品使用要求。
[0011]因此，本专利技术的一个方面涉及一种碱金属全氟丁基磺酸盐的提纯方法，包括如下步骤：
[0012]提供带有过滤装置和温控装置的重结晶反应容器；
[0013]将碱金属全氟丁基磺酸盐粗产物置于所述反应容器中，加入溶剂并升温使之溶解；
[0014]降温使部分碱金属全氟丁基磺酸盐结晶析出后滤去该部分结晶；
[0015]进一步降温结晶，过滤得到电子级碱金属全氟丁基磺酸盐晶体。
具体实施方式
[0016]在本专利技术中，术语“电子级碱金属全氟丁基磺酸盐”是指以重量计各种游离金属离子和硅含量各自小于5ppm且游离氟含量小于9.5ppm的碱金属全氟丁基磺酸盐。
[0017]本专利技术的专利技术人发现，用分步重结晶方法对现有的碱金属全氟丁基磺酸盐，例如CN103097349得到的含500ppm无机盐杂质的全氟丁基磺酸钾，进行提纯，难以将杂质含量再降低1
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2个数量级。但是专利技术人发现在重结晶过程中，杂质会大量富集在先生成的晶体中，基于这个发现，专利技术人完成了本专利技术。
[0018]因此，本专利技术提纯方法包括：
[0019]1.提供带有过滤装置和温控装置的重结晶反应容器；
[0020]适用于本专利技术反应容器的过滤装置无特别的限制，只要其能从容器中滤滤出形成的晶体即可。同样，适用于本专利技术反应容器的温控装置无特别的限制，只要其能将反应容器保温在预定的温度即可。
[0021]在本专利技术的一个实例中，本专利技术反应容器由上下两部分组成，两个部分之间由一个活动夹板隔开，夹板下方带有滤网；反应容器的底部同样装有活动夹板，夹板下方带有滤网。反应容器外周带有保温夹套。
[0022]在本专利技术的一个实例中，所述反应容器还带有搅拌装置，以便在溶解时加以搅拌以缩短溶解时间或者使形成的溶液更均匀。
[0023]2.将碱金属全氟丁基磺酸盐粗产物置于所述反应容器中，加入溶剂并升温使之溶解
[0024]适用于本专利技术方法的碱金属全氟丁基磺酸盐粗产物无特别的限制，但是为了提高提纯效率，通常使用本领域已知的常规高纯碱金属全氟丁基磺酸盐，例如CN103097349得到的无机盐杂质不超过500ppm的碱金属全氟丁基磺酸盐。
[0025]适用于本专利技术方法的溶剂无特别的限制，可以是本领域已知的常规溶剂。例如CN103097349提到的溶剂(该文献以引用的方式插入本文作为本专利技术的一部分)。在本专利技术的一个实例中，所述溶剂选自丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、乙酸乙酯、四氢呋喃、1，2
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二甲氧基乙烷、和碳酸二甲酯、或它们的混合物。优选的溶剂包括丙酮、甲醇和乙醇。如果含氟链烷磺酸盐在优选溶剂中的溶解度低(例如小于约20重量％)，则可将少量水(例如小于约2重量％)加入到溶剂或溶剂混合物中，以提高所述含氟链烷磺酸盐的溶解度。优选的是水可与所述溶剂或溶剂混合物完全混溶。
[0026]本专利技术方法中，溶剂的用量和加热溶解的温度无特别的限制，可以是重结晶时常用的溶剂量和加热溶解温度。本领域的普通技术人员根据碱金属全氟丁基磺酸盐的溶解度曲线可容易地确定合适的溶剂、溶剂用量和加热温度。
[0027]在本专利技术的一个实例中，按1公斤碱金属全氟丁基磺酸盐计，溶剂的用量为4.5
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5.5kg，较好为4.8
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5.2kg，最好为4.9
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5.1kg，优选5kg；加热温度为70
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80℃，较好为72
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78℃，更好为74
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76℃，优选75℃。
[0028]在本专利技术的一个实例中，在加热的同时进行搅拌以缩短溶解时间或者形成均匀的溶液。
[0029]3.降温使部分碱金属全氟丁基磺酸盐结晶析出后滤去该部分结晶
[0030]降温析出时降低的温度主要需要考虑两个因素，第一是碱金属全氟丁基磺酸盐的溶解度曲线，第二是最终形成的碱金属全氟丁基磺酸盐的纯度是否满足需要，第三是丢弃的前期晶体造成的成本。
[0031]在本专利技术的一个实例中，所述碱金属全氟丁基磺酸盐是全氟丁基磺酸钾，溶剂选自乙醇和丙酮，优选乙醇，最初升温至70
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80℃进行溶解，随后将温度降低8
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12℃，较好9
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10℃形成第一次晶体，滤去该晶体。
[0032]用于滤去所述第一次晶体的方法无特别的限制，可以是本领域已知的常规方法。
[0033]在本专利技术的一个实例中，反应容器由上下两部分组成，两个部分之间由一个活动夹板隔开，夹板下方带有滤网；反应容器的底部同样装有活动夹板，夹板下方带有滤网。反应容器外周带有保温夹套。使用时将碱金属全氟丁基磺酸盐置于反应容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱金属全氟丁基磺酸盐的提纯方法，包括如下步骤：提供带有过滤装置和温控装置的反应容器；将碱金属全氟丁基磺酸盐粗产物置于所述反应容器中，加入溶剂并升温使之溶解；降温使部分碱金属全氟丁基磺酸盐结晶析出后滤去该部分结晶；进一步降温结晶，过滤得到电子级碱金属全氟丁基磺酸盐晶体。2.如权利要求1所述的提纯方法，其特征在于所述碱金属全氟丁基磺酸盐包括全氟丁基磺酸钾。3.如权利要求1或2所述的提纯方法，其特征在于所述溶剂选自水、甲醇、乙醇、二氯甲烷、丙酮、碳酸二甲酯、乙酸乙酯或其两种或更多种的组合。4.如权利要求1或2所述的提纯方法，其特征在于所述溶剂选自乙醇与水的混合物，乙醇与水的质量比为20
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80：100。5.如权利要求1或2所述的提纯方法，其特征在于将碱金属全氟丁基磺酸盐粗产物置于所述反应容器中，加入溶剂并升温至70
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈焱锋，郁波，陈嘉言，梁聪强，杜丽君，吴君毅，
申请(专利权)人：上海华谊三爱富新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：