[實用新型]一種制備含氟聚合物和含氟共聚物的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320051193.4
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN203212514U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 應(yīng)悅;姜戰(zhàn)
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)悅;姜戰(zhàn)
• 主分類號: C08F14/18
• 分類號: C08F14/18;C08F2/01
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 陸永強

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種含氟聚合物和含氟共聚物的裝置，還涉及一種利用該裝置把含氟單體進行連續(xù)聚合或共聚的制造工藝。

背景技術(shù)

含氟聚合物具有一系列優(yōu)異的功能和特性，例如：耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、耐氣候抗老化、高絕緣性、介電性能穩(wěn)定、高潤滑、無毒害等種種實用性能，使它可在化學(xué)工程、石油化工、建筑工程、航空工業(yè)、紡織行業(yè)、汽車、光學(xué)、及微電子行業(yè)等國民經(jīng)濟的許多領(lǐng)域大顯身手。諸如化工防腐蝕管道及設(shè)備上的襯里和涂層、超純物質(zhì)的過濾材料、耐高低溫的液壓傳遞軟管、耐各種苛刻環(huán)境之密封墊圈、低摩擦之橋梁伸縮滑塊、各類無油潤滑活塞環(huán)、高溫高頻電子儀器的絕緣、可撓電纜、高級印刷線路板、壓電壓熱性能材料、無油烹調(diào)飲具的脫模涂層、人體血管及心肺臟器的代用品等等，都只是它在這些領(lǐng)域的代表性用途。隨著制造與加工技術(shù)的進步，必將有更多的含氟聚合物產(chǎn)品應(yīng)用在各行各業(yè)的各個部門；因此，開發(fā)含氟聚合物的制造方法，具有極大的經(jīng)濟價值和社會價值。

含氟聚合物分為均聚物和共聚物，均聚物是一種單體聚合反應(yīng)后的產(chǎn)物，如：聚四氟乙烯（PTFE，簡稱F4）、聚三氟氯乙烯（PCTFE，簡稱F3）、聚偏氟乙烯（PVDF，簡稱F2）、聚氟乙烯（PVF，簡稱F1）等；共聚物是2種或2種以上單體共同聚合反應(yīng)后的產(chǎn)物，如：四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物-聚全氟乙丙烯（FEP，簡稱F46）、四氟乙烯與全氟代烷基乙烯基醚共聚物-可熔性聚四氟乙烯（PFA）、偏氟乙烯與三氟氯乙烯共聚物（Kel-F，簡稱F23）、偏氟乙烯與四氟乙烯共聚物（фOomph，簡稱F24）?、偏氟乙烯與六氟丙烯共聚物（vitonA，簡稱F26）、三氟氯乙烯與乙烯共聚物（Halar，簡稱F30）、四氟乙烯與乙烯共聚物（Tefzel，簡稱F40）、偏氟乙烯與六氟異丁烯共聚物（CM-1）、偏氟乙烯與三氟氯乙烯共聚物、偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚物等。

目前國內(nèi)外合成均聚物的主要方法有乳液聚合法、懸浮聚合法、后乳化法和剪切乳化法，其中常用的方法是乳液聚合法和懸浮聚合法。合成共聚物常用的方法也是乳液聚合法和懸浮聚合法，只是在聚合釜內(nèi)分別加入2種或2種以上的單體。

乳液聚合是指借助乳化劑的作用，在機械攪拌或振蕩下，單體在水中形成乳液而進行的聚合；乳液聚合反應(yīng)產(chǎn)物為膠乳，可直接應(yīng)用，也可以把膠乳破壞，經(jīng)洗滌、干燥等后處理工序，得粉狀或針狀聚合物。乳液聚合可以在較高的反應(yīng)速度下，獲得較高分子量的聚合物，物料的粘度低，易于傳熱和混合，生產(chǎn)容易控制，殘留單體容易除去。乳液聚合的缺點是聚合過程中加入的乳化劑等影響制品性能。為得到固體聚合物，需要經(jīng)過凝聚、分離、洗滌等工藝過程。

懸浮聚合是指單體在機械攪拌或振蕩下，通過分散劑的作用，單體分散成液滴，通常懸浮于水中進行的聚合過程，故又稱珠狀聚合。特點是：反應(yīng)器內(nèi)有大量水，物料粘度低，容易傳熱和控制；聚合后只需經(jīng)過簡單的分離、洗滌、干燥等工序，即得樹脂產(chǎn)品，可直接用于成型加工；產(chǎn)品較純凈、均勻。缺點是反應(yīng)器生產(chǎn)能力和產(chǎn)品純度較低，而且，不能采用連續(xù)法進行生產(chǎn)。

現(xiàn)有含氟聚合物的生產(chǎn)工藝，盡管配方不同，溫度、壓力、聚合時間等的工藝參數(shù)不同，但它們的制備都是以水相形式在反應(yīng)釜內(nèi)完成的，即如圖1所示的裝置內(nèi)完成。在生產(chǎn)過程中存在以下缺點：

1、?????????不能進行連續(xù)生產(chǎn)；每一釜反應(yīng)完畢，需要清理反應(yīng)釜，需要重新配料。因此產(chǎn)品產(chǎn)量小，不能大規(guī)模生產(chǎn)。?

2、?????????由于工藝控制難度大，每一釜在配料、工藝控制等方面存在較大誤差，使得這一釜產(chǎn)品與上一釜產(chǎn)品的質(zhì)量存在較大差異，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

3、?????????水相中物料（包括純水、表面活性劑、引發(fā)劑、分散劑、調(diào)聚劑、PH值調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑、鏈轉(zhuǎn)移劑等的幾種或全體），隨著單體的不斷加入，其中的組分含量一直在變化，相當(dāng)于單體聚合條件是在不斷變化中的，由此導(dǎo)致本釜中的產(chǎn)品質(zhì)量也存在差異，影響了使用效果。

4、?????????反應(yīng)釜一般都是采用攪拌槳的方式，但由于釜的結(jié)構(gòu)和攪拌槳的結(jié)構(gòu)所限定，攪拌并不能保證釜內(nèi)物料達到均勻，而提高攪拌強度不僅增加能耗，效果也很有限；因此釜內(nèi)各點的聚合是不均勻的。

5、?????????由于釜式反應(yīng)器的特征，反應(yīng)釜的上部留有空間，如果攪起的物料不能到達此空間或攪拌不夠均勻時，單體氣體會在某處積累，產(chǎn)生自聚。如果自聚的物料較多，就會發(fā)生爆炸。