[發明專利]一種用于薄壁換熱器管的聚四氟乙烯樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201711455640.1
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108219053B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 陳越;韓淑麗;隋曉媛;韓桂芳
• 申請（專利權）人: 山東東岳高分子材料有限公司
• 主分類號: C08F216/14
• 分類號: C08F216/14;C08F214/26;C08F214/28;C08F2/28
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發明提供一種用于加工薄壁換熱管的聚四氟乙烯樹脂及其制備方法，在水相中加入分散劑、乳液穩定劑、pH值調節劑，繼而通入四氟乙烯單體及初始改性單體，加入過氧化物引發劑進行共聚，當聚合單體的投料量達到其總投料量的60％～80％后，加入第二改性單體，并繼續加入四氟乙烯單體，維持反應壓力聚合，聚合完畢后乳液經出料、凝聚、烘干制得聚四氟乙烯分散樹脂。使用本方法聚合得到的樹脂適用于通過糊狀擠出工藝加工為薄壁換熱管，制備成的換熱管具有良好的熱穩定性、高耐彎折壽命及良好的耐蒸汽透過性。

技術領域

本發明屬于高分子領域，涉及一種聚四氟乙烯分散樹脂及其制備方法。

背景技術

聚四氟乙烯換熱器是一種列管式換熱器，其換熱管的材質是聚四氟乙烯。氟塑管換熱器與金屬及其它非金屬換熱器相比，在強酸環境下具有優秀的防腐蝕特性，可長久使用；在不同工程應用情況下，對煙氣組分無特殊要求，適用性強；在不同工程應用情況下，對壁溫和酸露點無特殊要求，不存在腐蝕情況；材料自身具有自清潔特性，防沾黏，易清洗等優點。聚四氟乙烯薄壁管換熱器適用于火力電廠、垃圾焚燒等的煙氣余熱深度回收、脫硫效率提升、濕法除塵以及煙囪消白等領域，是目前環保領域的關注重點。

為了使聚四氟乙烯換熱管適用于上述工況，要求其具有良好的熱穩定性，低蒸汽透過性以及良好的耐彎折性。但是，常規的PTFE為線性有規僵直的高分子鏈結構，故而具有很高的結晶度和熔融粘度，從而存在制品空隙率較大，耐彎折性差等問題。

中國專利CN101328235A介紹了一種通過加入盡量少的全氟丙基乙烯基醚制備分散改性聚四氟乙烯的方法，其產品具有良好的特性和較高的產率。

中國專利CN102344519A介紹了一種適用于加工毛細管的改性聚四氟乙烯分散樹脂的生產方法。該方法中加入全氟丙基乙烯基醚作為改性劑，并加入二氟甲烷作為鏈轉移劑，得到壓縮比1600:1的聚四氟乙烯分散樹脂。

美國專利US4036802公開了一種四氟乙烯細粉樹脂的制備方法，該方法以全氟丙基乙烯基醚為改性劑進行乳液聚合，核為較多量的改性單體與四氟乙烯聚合制備，殼為較少量的改性單體與四氟乙烯聚合制備，改性單體總含量在0.06％左右。該樹脂可在高壓縮比下進行糊狀擠出加工。

中國專利CN106866866A公開了一種擠管用聚四氟乙烯分散樹脂的制備方法，該方法通過控制聚合反應壓力制備得到了一種核殼結構的聚四氟乙烯分散樹脂，改善了樹脂的糊狀擠出性能。

但上述技術都未能有效改善換熱管用聚四氟乙烯樹脂的熱穩定性，低蒸汽透過性及耐彎折性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種用于薄壁換熱器管的聚四氟乙烯樹脂及其制備方法，該樹脂具有核殼結構，所述制備方法在不同聚合階段加入不同改性單體，使大分子鏈節上增加了不規則基團，破壞了PTFE的高度線性結構，使其由剛性鏈向柔性鏈轉化，提高了耐彎折性，同時降低離子外殼的熔融粘度，使得加工時初級離子熔結更好，降低孔隙率。

本發明的技術方案如下：

一種用于薄壁換熱器管的聚四氟乙烯樹脂，所述樹脂的制備方法包括步驟：

水相中加入分散劑、乳液穩定劑、pH值調節劑、過氧化物引發劑，然后攪拌形成水包油型細分散體，繼而通入四氟乙烯單體及初始改性單體進行共聚，當四氟乙烯單體的投料量達到水投料量的25％～37.5％后，加入第二改性單體繼續聚合，聚合完畢后乳液經出料、凝聚、烘干制得聚四氟乙烯分散樹脂；樹脂性能包括：標準相對密度SSG：2.155-2.165，熱不穩定性能指數TII＜5，拉伸含孔指數SVI＜60；所述初始改性劑為全氟甲基乙烯基醚、全氟乙基乙烯基醚、全氟丙基乙烯基醚中的一種或幾種，所述第二改性單體為六氟丙烯。

根據本發明，所述初始改性劑用量為聚合體系中去離子水重量的0.10％～0.35％，優選為0.12％～0.23％。