[發明專利]一種親水親油聚四氟乙烯微粉及其制備方法

在審

• 申請號: 201410100133.6
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103923264A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 胡松林;范的偉;許錫均
• 申請（專利權）人: 浙江歌瑞新材料有限公司
• 主分類號: C08F259/08
• 分類號: C08F259/08;C08F2/54
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙) 33243
• 代理人: 張向飛

技術領域

本發明涉及一種聚四氟乙烯微粉及其制備方法，尤其涉及一種親水親油聚四氟乙烯微粉及其制備方法，屬于高分子材料技術領域。

背景技術

聚四氟乙烯是一種具有優異綜合性能的特種工程塑料，有“塑料王”的美譽。聚四氟乙烯結構式為(CF₂CF₂)_n，在聚四氟乙烯分子中，CF₂單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子的范德瓦爾斯半徑比氫原子稍大，原子之間范德瓦爾斯作用力較大，產生較強的排斥力，所以相鄰的單元不能完全按反式交叉取向，而是形成一個螺旋狀的構象，由于氟原子具有合適的原子半徑，使每一個氟原子恰好能與間隔的碳原子上的氟原子緊靠，這樣的構象使氟原子能包圍在碳-碳主鏈周圍，形成一個低表面能的保護層。氟原子保護著易受侵蝕的碳原子鏈，使聚四氟乙烯具有各種優異的性能：寬廣的使用溫度(長期使用溫度-190～250℃)，高度的化學穩定性，卓越的電絕緣性，理想的防粘性，優秀的自潤滑性，長期的耐大氣老化性，良好的不燃性和適中的機械強度等。目前，聚四氟乙烯材料已廣泛應用于航空航天、國防軍備、石油化工、電子電器、交通運輸、機械、能源、建筑、紡織、食品、醫藥等諸多領域。

聚四氟乙烯微粉產品純度100%，不僅保持著聚四氟乙烯原有的所有優良性能，還具有許多獨特的性能：如無自凝聚性、無靜電效應、相溶性好、分子量低、分散性好、自潤滑性高、摩擦系數降低明顯等。但是由于聚四氟乙烯微粉表面能很低，嚴重影響了其在粘接、印染、生物相容等方面的應用。為了提高聚四氟乙烯的性能，使它可與其他材料粘接、復合，所以必須對聚四氟乙烯微粉進行改性。

關于聚四氟乙烯微粉的改性，現有技術中已有報道，如中國發明專利（公開號：CN102977276A）涉及了一種水性的聚四氟乙烯材料及其制備方法和用途。它是通過在有氧條件下，用電子束或鈷源輻照聚四氟乙烯微粉，得到聚四氟乙烯輻照微粉，然后將5-35%的丙烯酸，65-95%的水或乙醇水溶液，0.01-0.5%的表面活性劑和1-15%的聚四氟乙烯輻照微粉混合，在無氧和攪拌條件下，丙烯酸與聚四氟乙烯輻照微粉發生接枝反應，反應溫度為60-90℃，反應時間為2-10小時；離心，棄去上清液，去除產物中未接枝上的丙烯酸單體和丙烯酸均聚物；將沉淀物用水分散得接枝產物的水分散液，用NaOH水溶液調節水分散液的pH值至≥8。雖然該方法中涉及到聚四氟乙烯微粉的改性，但是該方法只輻照接枝了水溶性單體丙烯酸，只對聚四氟乙烯微粉的親水性進行改性，在對其親水性改性的同時勢必會影響聚四氟乙烯微粉的親油性及其機械性能。

發明內容

本發明針對現有技術所存在的缺陷，提供一種接枝水溶性和油溶性單體的親水親油聚四氟乙烯微粉。

本發明的上述目的可通過下列技術方案來實現：一種親水親油聚四氟乙烯微粉，所述親水親油聚四氟乙烯微粉是在溶劑中，在表面活性劑、濃H₂SO₄和阻聚劑存在的條件下將電子束輻照粉碎的聚四氟乙烯微粉通過接枝水溶性單體和油溶性單體制得；其中，所述各成分的重量份數如下：

聚四氟乙烯微粉：15-30份???????????表面活性劑：5-10份

水溶性單體：25-50份???????????????油溶性單體：40-80份

濃H₂SO₄：1-3份????????????????????阻聚劑：1-3份。

本發明親水親油聚四氟乙烯微粉是在電子束輻照粉碎的聚四氟乙烯微粉上，通過接枝水溶性單體和油溶性單體，使聚四氟乙烯微粉同時具備親水性和親油性。其中，本發明還加入表面活性劑降低聚四氟乙烯微粉的表面張力，改善聚四氟乙烯微粉的親水性，使它能更好的分散于溶劑中，另外還加入了一定量的阻聚劑提高接枝率，同時加入濃H₂SO₄和阻聚劑起協同作用，進一步提高接枝率。而且，本發明親水親油聚四氟乙烯微粉制備所需各成分配伍合理，接枝速度和接枝率較好，且不會產生凝聚現象。

作為優選，所述聚四氟乙烯微粉粒徑為1-3μm，分子量為6.9*10⁴-7.0*10⁴。聚四氟乙烯微粉粒度小，分散性高，與其它材料共混更均勻。