[發明專利]一種提高含氟樹脂粘結性能的方法

有效

• 申請號: 201410775869.3
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104497191B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 張廷健;張建新;李斌;王先榮;余金龍;蘭軍
• 申請（專利權）人: 中昊晨光化工研究院有限公司
• 主分類號: C08F214/26
• 分類號: C08F214/26;C08F214/18;C08F214/22;C08F2/28
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明涉及一種提高含氟樹脂粘結性能的方法，屬于高分子材料領域。

背景技術

含氟聚合物主要指有機高分子主鏈或者側鏈上有氟原子取代的高分子聚合物，是高分子材料家族中比較特殊的成員。由于C-F鍵的鍵能高達485kJ·mol/L，是所有共價鍵中鍵能最大的，是最穩定的化學鍵之一。大量的C-F鍵的存在使得聚合物具有優良的耐熱性、耐腐蝕性耐候性、耐溶劑性、耐酸堿性、阻燃性、絕緣性以及低表面能，被廣泛地應用在生活的方方面面。

絕大多數含氟聚合物是由含氟烯烴聚合得到的，與碳氫類聚烯烴分子的碳鏈呈鋸齒狀不同，氫原子被氟取代后，電負性大的氟原子上電子密度大，同時氟原子半徑比氫原子大，導致含氟高分子主鏈上的C-C-C鍵角變小，氟原子沿碳鏈呈螺旋分布。而兩個氟原子的范德華半徑之和為2.7×10-10m，正好填滿兩個碳原子的空隙，形成由一層氟原子包裹內部碳原子的結構，保護聚合物免受化學腐蝕、紫外光破壞，可以用作耐候防腐涂料。但由于氟原子電負性大，極化率低，造成含氟聚合物特別是全氟聚合物的表面能很低，基本不親水也不親油，所以一般含氟聚合物的粘結性差，不能夠直接用作涂料。

涂料用含氟聚合物一般通過與粘結劑復合或者加入改性單體改善與基材的粘結性。前者主要是用于普通粘結性差的含氟聚合物，是在應用階段通過共混或者復合的方式將含氟聚合物與基材粘結到一起。比如日本大金公司的發明US20050147826通過聚酰胺做粘結劑，將ETFE材料粘接到不銹鋼基材上作襯里材料，起到防腐的作用。在沒有有效提高含氟聚合物本身的粘結性能的時候可以有效解決含氟聚合物涂覆到基材上的問題，但是通過共混或者復合，需要加入大量非含氟添加劑，不但增加了工藝流程同時非含氟添加劑影響了含氟聚合物的耐介質、耐水蒸氣、耐高溫等性能。

出于這方面的原因，直接加入改性單體，通過共聚合得到具有優良粘結性含氟聚合物的方法成為目前研究主要方向。韓國LG公司專利WO2010087684、日本大金公司專利US5229461以及杜邦公司專利US3445434分別采用丙烯酸酯、羥烷基乙烯基醚、乙烯基磷酸酯作為改性單體，大大提高了含氟聚合物的粘結性能。然而丙烯酸、羥烷基乙烯基醚、乙烯基磷酸酯等非含氟單體與氟化單體的共聚性不夠高、鏈轉移及鏈終止作用強，需要用特殊的聚合工藝，一般需要采用溶劑聚合，后處理繁瑣、有機廢物污染環境、成本高。

發明內容

針對現有技術在提高含氟樹脂粘結性能中，利用非含氟改性單體為原料共聚性不高，聚合工藝復雜的缺陷，本發明采用特殊單體，在水性聚合反應體系中，通過共聚大大提高含氟樹脂的粘結性能。

本發明提供一種提高含氟樹脂粘結性能的方法，包括以下步驟：

1)在反應釜中加入為其體積60～70％的去離子水、乳化劑、石蠟等反應助劑；控制反應釜內氧含量在30ppm以下，升溫至20～160℃，優選40～120℃；

2)向反應釜加入由(a)、(b)、(c)組成的混合單體及自由基引發劑至反應釜內壓力達到0.5～6.0MPa，優選1.0～5.0MPa，引發聚合反應；

3)反應過程中不斷補加氣態單體維持反應釜壓力不變直至反應結束，將反應體系降至室溫，回收未反應的單體，放出乳液，分離回收石蠟；

4)將所述乳液通過凝聚、洗滌、分離、干燥，得到粉狀含氟樹脂。

本發明利用共聚性高的改性單體，水性體系下的自由基引發聚合，采用半連續聚合方式，可有效提高含氟樹脂粘結性能，通過劃格實驗測試可達到0級。

本發明中，所述單體(a)、(b)、(c)按物質的量計為50～99.8：0.1～40：0.01～9.9；優選為50～99：1～39：0.1～9。

其中，所述單體(a)選自四氟乙烯(TFE)、三氟乙烯(CTFE)或偏氟乙烯(VDF)中的一種。