[發(fā)明專利]聚三氟氯乙烯樹脂的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910183733.2
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101643523A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶惠平;楊斌;徐俊德
• 申請（專利權(quán)）人: 常熟市新華化工有限公司
• 主分類號: C08F114/24
• 分類號: C08F114/24;C08F2/44;C08F4/34
• 代理公司: 常熟市常新專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 朱偉軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于含氟高分子材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚三氟氯乙烯樹脂的制備方法。

背景技術(shù)

聚三氟氯乙烯樹脂(PCTFE)是一種具有高附加值和高性能的熱塑性塑料。作為一種高端產(chǎn)品，它常常用在其它材料無法適用的惡劣環(huán)境下。與液氧、液氮和液化天然氣接觸時(shí)，PCTFE具有突出的防脆性能，優(yōu)異的氣體阻隔特點(diǎn)，且不受紫外線和伽馬射線的輻照影響。在制冷劑中，PCTFE具有突出的耐蠕變特色，因此可以用于接觸制冷劑的負(fù)荷軸承部分。

PCTFE可以通過注塑、擠出、模壓和傳遞模壓等常用工藝進(jìn)行加工。PCTFE主要用于制作超冷制冷設(shè)備零件、閥(閥座、閥桿和密封件)、密封材料(蓋、O形圈、V形圈和特殊結(jié)構(gòu)密封件)、壓縮機(jī)和泵的零件、食品和藥物包裝膜、襯墊和軸承以及普通異形件等。

PCTFE是最早開發(fā)并商業(yè)化生產(chǎn)的熱塑性氟塑料。1937年德國的法本工業(yè)公司(I.G.Farbenindustrie)首先報(bào)告了PCTFE的制備。1946年美國正式建成PCTFE的生產(chǎn)裝置并投產(chǎn)，用于核工業(yè)。1957年美國明尼蘇達(dá)礦業(yè)機(jī)械公司(3M)開始以“KeI-F”商標(biāo)大量出售PCTFE。

PCTFE是由三氟氯乙烯(CTFE)為原料聚合而成的，為了獲得足夠分子量的PCTFE以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，通常采用氧化還原引發(fā)體系在0～60℃下進(jìn)行聚合，該引發(fā)體系的氧化劑為過硫酸鹽或有機(jī)過氧化物，而還原劑為亞硫酸氫鈉或偏重亞硫酸鈉，實(shí)際聚合反應(yīng)往往超過30小時(shí)，三氟氯乙烯轉(zhuǎn)化率60～90％，所得到的PCTFE盡管失強(qiáng)溫度超過260℃(說明具有較高分子量)，但是分子鏈上存在不穩(wěn)定端基，在加工溫度240～280℃下容易降解，導(dǎo)致性能惡化和嚴(yán)重變色。

美國專利US2613202、US2689241和US5453477均公開了PCTFE的制備，在氧化還原引發(fā)體系中添加過渡金屬離子如鐵離子作為促進(jìn)劑以縮短聚合反應(yīng)時(shí)間，但是實(shí)際聚合時(shí)間仍達(dá)到20小時(shí)，而且過渡金屬離子的引入更加加劇了PCTFE在高溫下的降解。

美國專利US2751376、US2902477和US3045000采用溶劑-強(qiáng)氧化劑或臭氧或氯氣對PCTFE粉末進(jìn)行處理，能夠顯著改善PCTFE在加工溫度240～280℃下的耐熱性能，但是，這些處理工藝均難以進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用，且污染嚴(yán)重。

PCTFE制備過程中的聚合時(shí)間長、三氟氯乙烯的轉(zhuǎn)化率低和所得到的PCTFE的可加工性差，例如在240-280℃下易降解變色既是目前業(yè)界普遍關(guān)注的并且一直希望解決的技術(shù)問題，同時(shí)也是制約PCTFE得以工業(yè)化生產(chǎn)的瓶頸。近年來，鑒于我國對PCTFE用量的顯著增加和用途的不斷擴(kuò)展以及物理性能的日益嚴(yán)苛(要求在240-280℃范圍內(nèi)保持不降解和不變色)，因此，有必要從產(chǎn)業(yè)自主的角度出發(fā)進(jìn)一步探索更為合理的PCTFE的制備工藝，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種有助于縮短聚合時(shí)間和有利于提高三氟氯乙烯的轉(zhuǎn)化率而藉以滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求以及能保障PCTFE在加工溫度為240-280℃范圍不降解和不變色而藉以體現(xiàn)產(chǎn)品的可加工性的聚三氟氯乙烯樹脂的制備方法。

本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的，一種聚三氟氯乙烯樹脂的制備方法，其是先對聚三氟氯乙烯純化處理，然后以去離子水為介質(zhì)，在表面活性劑的存在下采用引發(fā)劑引發(fā)三氟氯乙烯聚合反應(yīng)，得到聚三氟氯乙烯樹脂。

在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的三氟氯乙烯、去離子水、表面活性劑和引發(fā)劑的重量份比為100∶250-1000∶0.02-2∶0.1-2。

在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的純化處理的處理方式為采用吸附方式和洗滌方式中的的任意一種方式去除所述三氟氯乙烯中的雜質(zhì)。

在本發(fā)明的又一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的吸附方式為使用活性炭、分子篩或多孔硅膠吸附去除三氟氯乙烯中的雜質(zhì)；所述的洗滌方式為采用堿性溶液洗滌去除三氟氯乙烯中的雜質(zhì)。

在本發(fā)明的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的堿性溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液，所述的氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液的質(zhì)量百分比濃度各為1-15％。

在本發(fā)明的還一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的表面活性劑為全氟表面活性劑或部分氟化表面活性劑。

在本發(fā)明的更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的全氟表面活性劑為全氟烷基羧酸鹽、全氟烷基磺酸鹽或全氟烷基氧雜羧酸鹽；所述的部分氟化表面活性劑為全氟烷氧基苯磺酸鹽。