一种全氟聚醚的合成方法与流程
本发明属于高分子材料，具体为一种全氟聚醚的合成方法。
背景技术：
1、全氟聚醚是一种全氟高分子材料，其特有的c-f键取代了普通聚醚中的c-h，该结构使全氟聚醚这类聚合物具有优异的化学性质，如热稳定性、润滑性、耐氧化性、耐辐射性和抗燃性等。其特有的性质使全氟聚醚在卓多领域都有广泛的应用，特别是用在航空航天、核工业、电子和化工等领域发挥着重要作用。近年来，随着应用方向越来越多，对全氟聚醚的研究和生产日益提出更高的标准。
2、目前，世界上全氟聚醚的合成有光催化聚合法和阴离子催化聚合法两种。光催化法通常使用四氟乙烯或六氟丙烷为原料，通过光照与氧气反应得到全氟聚醚，该方法成本相对较低，但其工艺复杂且危险性高；目前较为广泛的生产方法是阴离子催化聚合法，该法使用六氟环氧丙烷或四氟氧杂环丁烷为原料，使用碱金属氟化物为催化剂聚合成全氟聚醚，该方法生产流程简单，工艺安全，但该工艺反应条件如原料纯度、反应温度等对反应的影响较大。
3、高分子量饱和全氟聚醚在应用领域的研究较多，如cn103145971a等，但流动性较好的低分子量全氟聚醚，由于其稳定性差，在工业上的应用较为少见。为了拓展全氟聚醚的应用范围，cn113321798a提出了一种高稳定性的低分子量饱和全氟聚醚的制备方法，但其工艺繁琐，且其工艺只能制备低分子量全氟聚醚，不能制备高分子量全氟聚醚，限制了其应用范围。
4、基于此，设计一种全氟聚醚的合成方法。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种全氟聚醚的合成方法，有效的解决了解决了上述背景提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全氟聚醚的合成方法，包括以下步骤：
3、步骤一，催化剂的制备：
4、s1：前驱体溶液的制备：
5、将金属铯、钾和钙的氯化物或硝酸盐前驱体与络合剂edta四钠按照摩尔比1：0.8-4的比例溶解于溶剂中，形成络合离子溶液；
6、s2：氟化铵的加入：
7、在步骤s1得到的络合离子溶液中加入氟化铵，其中三种金属化合物前驱体总和与氟化铵的摩尔比为1：6-10；
8、s3：正硅酸四丁酯的加入与ph值调节：
9、向步骤s2得到的溶液中加入上述溶液体积10％的正硅酸四丁酯，并通过添加酸碱调节剂调节ph值，形成均匀的反应液；
10、s4：加热回流：
11、将步骤三得到的反应液在加热条件下回流2h；
12、s5：后处理：
13、反应结束后，经过洗涤、过滤、干燥、焙烧等步骤，其中干燥为在氮气气氛下，温度为100-120℃，干燥时间为5-8h；焙烧为在氮气气氛下，温度为450-600℃，焙烧时间为2h；
14、s6：催化剂的纯化：
15、用氢氟酸溶液浸泡焙烧后的催化剂，以除去硅的氧化物，之后水洗、干燥、焙烧后得到最终催化剂；
16、步骤二，全氟聚醚的合成：
17、使用步骤s6中得到的催化剂，控制反应温度在-60-60℃进行聚合反应，可以得到高稳定性、不同聚合度的全氟聚醚。
18、优选的，所述s6中，催化剂中金属铯、钾和钙的摩尔比为0.05-0.98：0.05-0.98：0.005-0.2。
19、优选的，所述步骤二中，可以根据需要直接或逐级聚合，一次或多次反应得到所需聚合度的全氟聚醚。
20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21、本发明的提供的全氟聚醚的合成方法，合成方法中使用分布均匀的多种金属的氟化物为催化剂，该催化剂为铯、钾和钙三种金属氟化物，通过制备过程调节催化剂中铯、钾和钙三种金属的配比，或通过控制聚合过程反应过程，可以根据需要直接或逐级聚合得到高稳定性、不同聚合度的全氟聚醚；特别是流动性好且稳定性高的低分子量饱和全氟聚醚的制备，将会扩展全氟聚醚的应用范围；本发明工艺简单，产品可控度高，应用范围广，能够满足下游产品对不同聚合度全氟聚醚的要求，一套工艺满足多种产品需求，从而降低生产成本，适合工业化应用；
22、为了能够根据需求生产不同聚合度的全氟聚醚，同时解决低分子量全氟聚醚稳定性问题，本发明从催化剂中不同金属离子的协同效应，调节氟离子作为活性中心进攻六氟环氧丙烷的程度，配合控制聚合过程中反应温度，控制全氟聚醚的聚合度，从而得到不同聚合度的稳定的全氟聚醚。
技术特征：
1.一种全氟聚醚的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种全氟聚醚的合成方法，其特征在于：所述s6中，催化剂中金属铯、钾和钙的摩尔比为0.05-0.98：0.05-0.98：0.005-0.2。
3.根据权利要求1所述的一种全氟聚醚的合成方法，其特征在于：所述步骤二中，可以根据需要直接或逐级聚合，一次或多次反应得到所需聚合度的全氟聚醚。
技术总结
本发明公开了一种全氟聚醚的合成方法，包括以下步骤：步骤一，催化剂的制备；步骤二，全氟聚醚的合成；本发明的提供的全氟聚醚的合成方法，合成方法中使用分布均匀的多种金属的氟化物为催化剂，该催化剂为铯、钾和钙三种金属氟化物，通过制备过程调节催化剂中铯、钾和钙三种金属的配比，或通过控制聚合过程反应过程，可以根据需要直接或逐级聚合得到高稳定性、不同聚合度的全氟聚醚；特别是流动性好且稳定性高的低分子量饱和全氟聚醚的制备，将会扩展全氟聚醚的应用范围；本发明工艺简单，产品可控度高，应用范围广，能够满足下游产品对不同聚合度全氟聚醚的要求，一套工艺满足多种产品需求，从而降低生产成本，适合工业化应用。
技术研发人员：刘炎
受保护的技术使用者：上海贯新科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23