JPS591319B2 - 含フッ素界面活性剤の製法 - Google Patents

含フッ素界面活性剤の製法

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JPS591319B2
JPS591319B2 JP50118360A JP11836075A JPS591319B2 JP S591319 B2 JPS591319 B2 JP S591319B2 JP 50118360 A JP50118360 A JP 50118360A JP 11836075 A JP11836075 A JP 11836075A JP S591319 B2 JPS591319 B2 JP S591319B2
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surfactant
surfactants
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誠一 中村
哲也 水野
太平 三上
達士 矢倉
茂 隅元
正人 藤山
勉 山口
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Neos Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリエチレングリコール鎖とポリプロピレング
リコール鎖を必須成分とする多価ヒドロキシ化合物の少
なくとも2以上のヒドロキシル基にパーフルオロアルケ
ンをプロトン受容体の存在下に常温、常圧で反応させる
ことを特徴とする含フッ素界面活性剤の製法に関する。
従来の代表的な含フッ素界面活性剤としては電解フッ素
化によつて得られる。
パーフルオロスルホニルフルオライド(C8F17S0
2F)およびパーフルオロカルボニルフルオライド(C
7F15COF)などを出発原料とした多くの誘導体が
市販されている。
しかるに界面活性剤として有用な炭素数6以上のパーフ
ルオロアルキル誘導体は収率が極端に悪く、そのため価
格が非常に高価になるという欠点を有している。したが
つてそれらは優れた特性を有するにもかかわらずその使
用は特殊な用途に限定されている。また一方パーフルオ
ロアルケンモノマーから誘導される含フッ素界面活性剤
も知られているが、この場合もせいぜい炭素数4以下の
モノマーを使用し得る程度であり、それ以上のモノマー
は合成は極めて困難であつて実用性がない。しかも炭素
数4以下のパーフルオロアルケンモノマーから誘導され
る含フッ素界面活性剤は疎水基が小さく満足すべき性能
が得られないのが実状である。したがつて最近では、従
来のこれらの含フッ素界面活性剤の欠点を改良するため
パーフルオロアルケンを原料とし、これを炭化水素系疎
水基にポリオキシアルキレン鎖の結合したいわゆる非イ
オン界面活性剤の残留ヒドロキシル基に反応させた含フ
ッ素−炭化水素系非イオン界面活性剤が研究されている
(特願昭47−101618号特開昭48=46583
号公報参照)。
しかしこれらの含フッ素一炭化水素系界面活性剤は親油
性基である炭化水素基を有するため含フッ素界面活性剤
としての特異的な性質、例えば撥油性、集油性等におい
て必ずしも満足すべき結果が得られない。それのみでな
く、得られる含フツ素−炭化水素系非イオン界面活性剤
の表面張力は原料として用いる従米の炭化水素系非イオ
ン界面活性剤のそれと比較して大差なく、高価な含フツ
素基を導入した割に、その優位性はあまり期待できない
。その上フルオロカーボン鎖がヘキサフルオロモノマー
鎖、即ちヘキサフルオロプロペンまたは2−ヒドロヘキ
サフルオロプロピルであり、高分子量のポリアルキレン
グリコール誘導体に反応させた場合にはおのずからその
囲能に限界があることは想像にかたくないところである
。また、一方、特願昭47−30855号明細書(特開
昭47−33782号公報参照)には非イオン系の親水
性反復単位の連鎖に少くとも二つ以上のパーフルオロカ
ルボン末端を含有する非イオン表面活性剤が開示されて
いる。
しかるに該説明書記載の「非イオン系の親水性反復単位
の連鎖」とはエチレングリコールまたはプロピレングリ
コール等の単一単位の反復連鎖をさすものであつて両者
のランダムまたはプロツク重合体をさすものではない(
明細書第9頁第13行以降)。その結果ポリエチレング
リコールを親水性基とする場合は重合度の増加によつて
親水性が著るしく高くなり、ポリプロピレングリコール
を親水性基とする場合は重合度が高くなるともはや親水
性を喪失して界面活性剤としての有用性が失われる。本
発明者等は含フツ素成分としては比較的安価なヘキサフ
ルオロプロペン(以下、HFPという)オリゴマ一(パ
ーフルオロアルケン)を用い、親水性成分としてポリエ
チレングリコール鎖とポリプロピレングリコール鎖とを
必須構成成分とする多価ヒドロキシ化合物とを用いて得
られる界面活性剤の合成を試みたが、従来これらの界面
活性剤の製法と考えられていた方法は、オートクレープ
中、高温でラジカル触媒を用いて行なうものであつた。
このような苛酷な条件での反応が必要であると考えられ
ていた理由は、反応物質の持つ立体障害のためであると
考られていた。本発明者等は上記常識を打ち破り、容易
に上記界面活性剤を得ることに成功した。
しかも得られた界面活性剤が低起泡性を有する優れた界
面活性剤であることを見出した。即ち、本発明はポリエ
チレングリコール鎖とポリプロピレングリコール鎖を必
須成分とする多価ヒドロキシ化合物の少なくとも2以上
のヒドロキシル基にパーフルオロアルケンをプロトン受
容体の存在下に常温、常圧で反応させることを特徴とす
る含フツ素界面活性剤の製法に関する。
本発明において用いるパーフルオロアルケンは好ましく
はHFPの2〜4量体であり、その代表的化学構造は等
である。
該オリゴマ一は多価ヒドロキシ化合物のヒドロキシル基
と反応してエーテル結合を形成する。本発明で用いるポ
リエチレングリコール鎖とポリプロピレングリコール鎖
を必須構成成分とする多価ヒドロキシ化合物とは具体的
にはポリプロピレングリコールの酸化エチレン付加重合
体、ポリエチレングリコールの酸化プロピレン付加重合
体、酸化エチレンと酸化プロピレンのプロツクまたはラ
ンダム共重合体およびグリセリン、ポリグリセリン、ペ
ンタエリスリトール、ゾルビタン等のポリオール類、エ
チレンジアミン、ジエチレントリアミン等のポリアミン
、トリエタノールアミン等のエタノールアミン等と酸化
エチレンおよび酸化プロピレンのプロツクまたはランダ
ム重合体等をさす。
特に好ましくはプルロニツク、テトロニツク等の商品名
で市販されているポリプロピレングリコールの酸化エチ
レン付加重合体およびエチレンジアミンの酸化プロピレ
ン一酸化エチレンプロツク共重合体である。1分子中の
パーフルオロアルケニル基の数は上記ヒドロキシ化合物
の分子量や用途によつて適宜選定すればよいが、少くと
も2モル以上を有しなければならない。
特にテトロニツクのごとく分子量の大きいものにあつて
はヒドロキシルの全てがパーフルオロアルケニル基で置
換されているのが好ましい。本発明によればパーフルオ
ロアルケンと多価ヒドロキシ化合物との反応はプロトン
受容体の存在下にHFPオリゴマ一と所望のグリコール
類を常温で攪拌混合することにより容易に達せられる。
通常用いられるプロトン受容体は三級アミン類を中心と
する有機塩基、アルカリ金属の炭酸塩、りん酸塩、けい
酸塩もしくは硼酸塩または水酸化物であり、必要により
グリコール類のヒドロキシルの水素をアルカリ金属と置
換させて反応に供してもよい。本発明方法は優れた含フ
ツ素界面活性剤を極めて容易に得ることができ、高価な
含フツ素界面活性剤を容易に供給できる。
本発明に係る含フツ素界面活性剤は優れた表面張力低下
能を有し、特に従来の含フツ素界面活性剤に比べて安価
でありまた分子量の大きいパーフルオロアルケニル基を
提供し得る点で極めて広汎な用途が期待されるのである
しかも親油性基としての長い炭化水素鎖を有しないため
含フツ素界面活性剤特有の性質(親油性を有しない)が
損なわれることなくしかも分子量が高い場合であつても
表面張力のかなり低い含フツ素界面活性剤を得ることが
できる。本発明含フツ素界面活性剤の特性にもとづく具
体的利用分野をあげると次のようなものがある。
撥油剤、離型剤、防汚剤、防曇剤、浮遊選鉱剤、油水分
離剤、可溶化剤、脱脂洗浄剤、集油剤、浸透剤、蒸発抑
制剤、エマルジヨンブレーカ一、染色助剤、メツキ添加
剤、極圧添加剤、潤滑剤、難燃剤、フツ素樹脂乳化重合
用乳化剤等である。しかもこれらの特性に加えて本発明
含フツ素界面活性剤は低起泡性であるため、その利用分
野を著るしく広めることができるのみならず、それ自体
消泡剤として用いることも可能である。以下実施例をあ
げて本発明を具体的に説明する。
実施例 1プルロニツク(オキシエチレン分50重量%
、平均分子量1900)・ジ(パーフルオロノネニルエ
ーテル)の製造:プルロニツクL−35(旭電化工業株
式会社製ポリオキシプロピレン(50%)−ポリオキシ
エチレン(50%)・プロツク重合体、平均分子量19
00)30y(0.0157モル)をメチルエチルケト
ン60m1に溶解し、炭酸カリウム5.42t(0.0
392モル)を加え、室温で攪拌しながらHFP三量体
17.647(0.0392モル)を加え室温で攪拌し
ながら滴下する。
7時間攪拌反応後、反応混合物を濾過する。
濾液から溶媒および過剰の原料を留去すると褐色液体3
3.29t(収率76.82%)が得られる。生成物の
赤外吸収スペクトルから目的化合物であることが確認さ
れる。実施例 2 プルロニツク(オキシエチレン分40重量%、平均分子
量4200)・ジ(パーフルオロノネニルエーテル)の
製造プルロニツクP−84(旭電化工業株式会社製、ポ
リオキシプロピレン(60%)−ポリオキシエチレン(
40%)・プロツク重合体、平均分子量4200)30
y(0.0071モル)、アセトニトリル100m1、
炭酸ナトリウム1.89y(0.0178モル)、HF
P三量体8.01y(0.0178モル)を使用し、実
施例1と同様の操作を行なうと、褐色粘稠液体29.5
4y(収率82.22%)が得られる。
生成物の赤外吸収スベクトルから目的化合物であること
が確認される。実施例 3プルロニツク(オキシエチレ
ン分30重量%、平均分子量4900)・ジ(パーフル
オロヘキセニルエーテル)の製造プ,1/ n −ック
p−103(旭電化工業株式会社製ポリオキシプロピレ
ン(70%)−ポリオキシエチレン(30%)ブロツク
重合体、平均分子量4 9 0 0)3 0 y( 0
.0 6 1モル)、メチルエチルケトン6 Oml)
炭酸カリウム2.lly( 0.015 3モル)およ
びHFP二量体4.5 9 V( 0.015 3モル
)を用い実施例1と同様の操作を行なうと、赤褐色粘稠
液体27.12y(収率8 1.43%)が得られる。
生成物は赤外吸収スペクトルにより、目的物質であるこ
とが確認される。実施例 4テトロニツク・テトラキス
(パーフルオロヘキセニルエーテル)の製造テトロニツ
ク−702(旭電化製N−N−N・N−テトラキス(ポ
リオキシプロピレンーポリオキシエチレン・ブロツク重
合体)エチレンジアミン、分子中のポリオキシエチレン
含量20重量%、平均分子量3500)30y(0.0
086モル)、メチルエチルケトン6 Oml)炭酸カ
リウム5.9 4y( 0.0 4 3 0モル)、H
FP二量体12.9 0 yう(O.0 4 3 0モ
ル)を用い実施例lと同様の操作を行なうと暗褐色液体
2 8.O 0 y(収率7 0.47%)が得られる
生成物は赤外吸収スペクトルから目的物であることが確
認される。実施例 5 テトロニツク・テトラキス(パーフルオロノネニルエー
テル)の製造:テトロニツク−704(旭電化工業株式
会社製N − N − N’ ・、−テトラキス(ポリ
オキシプロピレンーポリオキシエチレン・ブロツク重合
体)エチレンジアミン、分子中のポリオキシエチレン含
量40重量%、平均分子量5000)30y( 0.0
0 6モル)、メチルエチルケトン6 oml、炭酸
ナトリウム3.18 t( 0.0 3 0モル)およ
びHFP三量体13.5 0 V( O.0 3 Oモ
ル)を用い実施例1と同様の操作を行なうと暗褐色液体
3 2.O 5 y(収率7 9.4 9%)が得られ
る。
生成物は赤外吸収スペクトルから目的物質であることが
確認される。実施例 6 本発明に係る含フツ素界面活性剤数種につき、表面張力
を測定する。
(測定:ウイルヘルミ法、温度25℃、対象ガラス板)
。結果は表−1に示す。表−lに示される結果から判明
するごとく、本発明含フツ素界面活性剤の多くは0.0
01%と去う極めて低い濃度でも3 0 dyne
/(1771近くの表面張力を有する。
実施例 7 実施例1、2、5及びプルロニツクL−64(ポリオキ
シプロピレン(60%)−ポリオキシエチレン(40%
)・ブロツク重含体、平均分子量2900)とHFP三
量体との反応により得られる界面活性剤につき、ロス・
マイルス法による起泡力試験を行なう。
結果は表−2に示す。表−2から判明するごとく本発明
含フツ素界面活性剤は、原料プルロニツクに比較しより
低泡性であり、ほぼ回一鎖長のポリオキシエチレンを有
する実施例1と参考例1との比較では実施例1の方が著
しく低泡性である。実施例 8 実施例1および2で得られる含フツ素界面活性剤の0,
1%(重量/容量)水溶液に木綿を浸漬し、120℃で
3分間乾燥する。
この処理布上にヌジヨールの油滴を落す。24時間経過
しても油滴は透過しない。
このような撥油性は炭化水素系界面活性剤では全くみら
れない特性である。実施例 9 実施例2および5で得られる含フツ素界面活性剤をそれ
ぞれ、油で汚染された脱脂液に0.01%(重量/容量
)加える。
この脱脂液で金属片を洗浄し、該金属片を引き上げた後
肉眼で観察する。いづれの含フツ素界面活性剤を加えた
液で洗浄した金属片にも鉱物油は附着していず、油の再
付着が防止されていることがわかる。炭化水素系界面活
性剤では洗浄による除去された油が再び金属片に付着し
て洗浄が不完全になる。実施例 10 実施例1〜5で得られる含フツ素界面活性剤0.2%(
重量/容量)の水溶液を型枠に塗布する。
これに溶融したポリスチレンを流込み成型する。成形後
ポリスチレンは極めて容易に型枠から取り外すことがで
きる。実施例 11 直径20CTIL1高さ10?の目盛のついたフラスコ
に塩化メチレン2000m1を入れ、更にその上を本発
明含フツ素界面活性剤水溶液100m1でシールし、室
温(16〜18℃)にて10日間放置する。
供試含フツ素界面活性剤水溶液は実施例3および4で得
られたものをそれぞれ1001500および1000p
pmに稀釈して用いる。水層には毎日一度水を補給して
蒸発水分を補なう。10日後の塩化メチレンの蒸発率を
測定し蒸発抑制率を求める。
結果は表−3に示す。実施例 12 500m1の容器に水60m1及び界面活性剤を全量に
対し10ppmになるように加えよく攪拌し、 1次に
試料油としてC重油(共同石油株式会社製)240m1
を加え、温度を80℃に保ち30分間攪拌する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ポリエチレングリコール鎖とポリプロピレングリコ
    ール鎖を必須構成成分とする多価ヒドロキシ化合物の少
    なくとも2以上のヒドロキシル基にパーフルオロアルケ
    ンをプロトン受容体の存在下に常温、常圧で反応させる
    ことを特徴とする含フッ素界面活性剤の製法。
JP50118360A 1975-09-30 1975-09-30 含フッ素界面活性剤の製法 Expired JPS591319B2 (ja)

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