[发明专利]一种全氟聚醚的连续制备方法

说明书

本发明公开了一种利用微通道反应器进行全氟聚醚的连续制备的方法，以CF₃CF₂CF₂O(CF₂CF(CF₃)O)_n‑2CF(CF₃)COOH为原料，与F₂反应得到相应的全氟聚醚。本发明提供的方法转化率高、反应时间短、反应安全可控和适合工业化放大。

技术领域

本发明涉及一种全氟聚醚的连续制备方法，尤其是涉及一种在连续流微型反应器中将全氟聚醚羧酸端基进行稳定化处理的方法。

背景技术

全氟聚醚(简写PFPE)是一种高分子聚合物，常温下为无色无味透明的油状液体，具有耐热、耐氧化性、耐辐射、耐腐蚀、不燃等特性，有望作为苛刻条件下的润滑剂。全氟聚醚分子链中的酰氟端基和羧酸端基在高温条件下易分解，生成挥发性物质，引起分子量下降，从而限制其在高技术领域中的应用。

对于全氟聚醚分子链中的酰氟端基和羧酸端基稳定性的改进，现有技术做了如下努力：

(1)美国专利US355100公开了以SbF5为氟化试剂、通过氟原子取代全氟聚醚分子链中的酰氟端基生成三氟甲基稳定端基的方法。此工艺产品收率低、反应时间长、生成大量含锑化合物、后处理困难；

(2)中国专利CN201310635164公开了一种用氟气对全氟聚醚酰氟基团进行氟化封端得到三氟甲基基团的方法。此方法需在高温高压下，氟气用量大，需达到原料的6倍，反应时间长，安全风险大。

因此，有希望对全氟聚醚端基稳定化方法作进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全氟聚醚的连续制备方法，具有转化率高、反应时间短、反应安全可控和适合工业化放大的特点。

本发明提供如下技术方案：

一种全氟聚醚的连续制备方法，所述方法在微通道反应器中进行，包括以下步骤：

(1)使原料2进入预热模块(3)，预热温度为-20～200℃，所述原料2为CF₃CF₂CF₂O(CF₂CF(CF₃)O)_n-2CF(CF₃)COOH，且n为大于等于4的整数；

(2)使经步骤(1)预热后的原料2和原料1进入微通道反应模块(4)，所述原料1为F₂，原料2与原料1在所述微通道反应模块(4)中混合和反应，所述原料1与原料2的摩尔配比为0.8～6.0:1，原料2流量为1～100g/min，反应温度为-20～200℃，反应压力为0～0.5MPa；

(3)将步骤(2)微通道反应模块(9)出口处得到的产物分离提纯后得到相应的全氟聚醚。

本发明提供的全氟聚醚的连续制备方法，在制备全氟聚醚前将微通道反应器各模块进行组装得到微通道反应器。作为示例，可以按照图3所示，将一块预热模块3、六块微通道反应模块4～9和一块淬灭模块10进行串联式安装，其中：与预热模块3相连的1为液相泵，作为原料2的进料口；与微通道反应模块4相连的2为气体质量流量计，作为原料1进料口。微通道反应器连接好后，可以使用导热油进行传热。在全氟聚醚的制备过程中，可以根据需要增加或减少微通道反应模块。

本发明提供的全氟聚醚的连续制备方法中，作为优选的方式，所述微通道反应器的传质系数为1～30Ka、换热能力为1700KW/m²·K以上。

本发明提供的全氟聚醚的连续制备方法中，作为优选的方式，所述微通道反应器为康宁G2微反应器、微孔阵列式微通道反应器、翅片式微通道反应器、毛细管微通道反应器或多股并流式微反应器。