[发明专利]全氟乙烯基醚磺酰氟的制备方法

说明书

本发明属于全氟树脂技术领域，具体的涉及一种全氟乙烯基醚磺酰氟的制备方法。以全氟乙烯基醚磺酸盐CF₂＝CF(OCF₂CFX)_mO(CF₂)_nSO₂OM为原料，在氟化试剂CHClFCF₂N(C₂H₅)₂，CF₃CHFCF₂N(C₂H₅)₂的作用下，直接一步反应生成CF₂＝CF(OCF₂CFX)_mO(CF₂)_nSO₂F产品。该制备方法过程简单、容易操作、试剂成本低廉，避免废酸气、废液产生以及多步损耗和副产物增多；缩减反应步骤，同时避免采用高毒高危险性试剂；收率能够达到80％以上。

技术领域

本发明属于全氟树脂技术领域，具体的涉及一种全氟乙烯基醚磺酰氟的制备方法。

背景技术

全氟磺酸型离聚物自从1970年代以来应用于氯碱工业和质子交换膜燃料电池后，经过数十年的应用推广，技术越趋成熟，同时在化学工业多领域得到了广泛的使用。在电解槽和燃料电池中使用全氟磺酸离子交换膜是目前已经公知的技术。尽管很多聚合物都可以制备成离子交换膜，但是适合作为氯碱离子膜和燃料电池质子交换膜的膜材料，具有磺酸基这样的离子交换基团以及全氟结构的离子交换膜更为适合。现有技术中制备含有磺酸基全氟离子聚合物是采用端基为磺酰氟基团的全氟乙烯基醚与四氟乙烯共聚得到的，因此，端基为磺酰氟基团的全氟乙烯基醚是制备该类材料的关键原料。

关于短链端基为磺酰氟基团的全氟乙烯醚的制备方法，杜邦公司最早于1971年公布了一种短链结构含有磺酰氟基团的烷基烯醚单体制备(US3560568)，通过利用已知的FCOCF(CF₃)OCF₂CF₂SO₂F作为起始原料，在碳酸碱金属盐的作用下不可避免的生成五元环化中间体，然后经过甲醇钠开环生成CF₂＝CFOCF₂CF₂SO₃Na，然后将末端的磺酸钠盐氯化及氟化得到最终产物。磺酸盐经过两步反应得到最终产品，氯化过程有氯化氢和氟化氢废气产生，对反应釜有强烈腐蚀，后处理有磷酸废液产生，反应过程的损耗及副产物影响，收率有所降低。

以全氟烯醚磺酸盐为原料直接制备全氟烯醚磺酰氟的制备方法，大金公司专利US7005545提出以氟化氢为溶剂，四氟化硫为氟化剂得到中等收率的产物，但是该反应采用的试剂具有高毒高腐蚀性，同时反应过程不够温和，需要高温高压反应，后处理复杂，造成过多的高氟废液废气。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种全氟乙烯基醚磺酰氟的制备方法。该制备方法过程简单、容易操作、试剂成本低廉，同时缩减反应步骤，收率高。