[發明專利]一種納米乳液聚合制備過氧化物硫化氟橡膠的方法

有效

• 申請號: 201711411298.5
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN108299585B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 錢厚琴;王昌堯;代生華;吳玉勛
• 申請（專利權）人: 江蘇梅蘭化工有限公司
• 主分類號: C08F214/22
• 分類號: C08F214/22;C08F214/26;C08F214/28;C08F214/18;C08F2/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種納米乳液聚合制備過氧化物硫化氟橡膠的方法，它包括以下步驟：一，以氟醚乳化劑和助乳化劑按一定比例復配制得納米乳液聚合表面活性劑的濃度為35%～65%的水溶液，氟醚乳化劑與助乳化劑的質量配比為（60：40）～（80：20）；二，在納米乳液聚合表面活性劑、引發劑的作用下，一種或多種含氟單體與一種或多種硫化點單體在聚合釜中進行納米乳液聚合；三，再將聚合所得乳膠經凝聚，洗滌，干燥脫水后由開煉機制成過氧化物硫化氟橡膠膠片。

技術領域

本發明涉及一種納米乳液聚合制備過氧化物硫化氟橡膠的方法。

背景技術

過氧化物硫化的氟橡膠相對于其他硫化體系的氟橡膠在耐化學藥品性、耐蒸汽、抗壓縮變形等性能方面具有優勢，在密封行業有較好的應用，特別是用于高溫高壓，且與蒸汽或酸接觸的環境，比如通常用于發動機燃油系統，化工防腐等。另外具有突出的流動性；異常方便的脫模性；高填充配方中保持較低的門尼粘度；卓越的耐熱撕裂性能；快速硫化，不需/短時間的二次硫化時間等優越性能，越來越多的自動成型生產流水線選擇使用過氧化物硫化氟橡膠，尤其是歐美等高端應用市場。

乳化劑PFOS（全氟辛烷磺酰基化合物）和PFOA（全氟辛酸銨）高度穩定，難以在環境中降解，對生態系統破壞力極大。歐盟于2008年6月27日起正式實施PFOS禁令，限制PFOS類物質的生產和使用，美國環保局也要求到2015年完全停止生產PFOA。而且PFOS和PFOA的在乳液聚合時，其只能將聚合平均粒徑分散成150nm～300nm，若提高攪拌強度會引起破乳，因此常規氟聚合物的制備手段受到限制，納米乳液聚合作為乳液聚合的一個重要分支，其具有傳統乳液聚合所不具備的優點，是替代傳統乳液聚合的一個主要技術手段。

納米乳液最早是由Hear和Schalmer于1943年提出的。由水、表面活性劑及助表面活性劑形成的外觀透明、熱力學穩定的油水分散體系。分散相的珠滴直徑在10-100nm范圍內。其中助表面活性劑為極性有機物，一般采用醇類。在納米乳液體系中，微珠滴是靠乳化劑與助乳化劑形成的一層復合薄膜和界面層來維持其穩定的。與傳統乳液聚合相比，納米乳液聚合所得的乳液離子相比珠滴直徑在10～100nm、外觀透明、熱力學穩定的油水分散體系。

CN101274969B描述了一種含氟聚合物的微乳液聚合方法，其采用全氟辛酸銨或者全氟壬酸銨為乳化劑，非氟的烷醇為共乳化劑，所得的微乳液固含量低于10%，因此造成設備的利用率大大降低，影響生產效率。采用納米乳液聚合技術制備氟橡膠時，所形成的納米乳液粒徑≤100nm，可以增大反應物得接觸面積，從而提高反應速率；避免凝膠生產，提高乳液濃度；在進行多元共聚時，更有利于低活性單體參與共聚反應。

發明內容

本發明提供了一種納米乳液聚合制備過氧化物硫化氟橡膠的方法，實現氟彈性體分子結構上引入可過氧化物硫化的反應基團，從而確保氟彈性體可進行自由基硫化，實現氟彈性體優異的機械性能和加工性能。

本發明采用了以下技術方案：一種納米乳液聚合制備過氧化物硫化氟橡膠的方法，它包括以下步驟：

步驟一，以氟醚乳化劑和助乳化劑按一定比例復配制得納米乳液聚合表面活性劑的濃度為35%～65%的水溶液，氟醚乳化劑與助乳化劑的質量配比為（60：40）～（80：20）；

步驟二，在納米乳液聚合表面活性劑、引發劑的作用下，一種或多種含氟單體與一種或多種硫化點單體在聚合釜中進行納米乳液聚合；

步驟三，再將聚合所得乳膠經凝聚，洗滌，干燥脫水后由開煉機制成過氧化物硫化氟橡膠膠片。

所述的氟醚乳化劑為一種含氟表面活性劑且含有至少一個羧酸、羧酸鹽的全氟聚醚，結構簡式為CF₃O(CF(CF₃)CF₂O)_a(CF₂CF₂O)_bCOOX。