[發明專利]一種輻照引發制備島鏈結構聚合物的方法及其在電絕緣領域上的應用

在審

• 申請號: 202011436370.1
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112646080A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 侯增海
• 申請（專利權）人: 天津市川浩塑料制品有限公司
• 主分類號: C08F259/08
• 分類號: C08F259/08;C08F220/14;C08F222/14;C08F220/18;C08F2/54;C09D151/00;C09D5/25
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本發明提供了一種輻照引發制備島鏈結構聚合物的方法及其在電絕緣領域的應用。該輻照引發制備島鏈結構聚合物的制備方法包含(1)將含氟或全氟聚合物進行切割；(2)將切割后的聚合物顆粒進行輻照；(3)將上述活性聚合物顆粒在一定溫度下與共聚單體進行聚合；(4)將上述聚合物進行擠壓造粒，制備出島鏈結構的含氟聚合物。該聚合物具有島鏈結構，兼具全氟或者含氟聚合物的優良性質，又具有碳氫聚合物的可加工性。其在電絕緣領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種輻照引發制備島鏈聚合物的方法及其在電絕緣材料上的應用。

背景技術

目前，電線電纜的應用范圍越來越廣泛，現有的電線電纜絕緣層通常采用PVC或者其他碳氫聚合物材料制成，但是這類材料易于老化，阻燃性能不高，耐高低溫性能差，一方面，絕緣性能隨著絕緣層材料的失效而逐漸變差，容易導致電氣火災事故的頻繁發生，另一方面在一些絕緣性要求更高、超高壓用電、精密電子傳輸等領域，碳氫類聚合物的絕緣性能不能達到要求。

含氟材料由于C－F鍵能大(每摩爾485kJ)，且氟原子共價半徑為0.064nm，相當于C－C鍵長的一半，因此氟原子可把C－C主鏈很好地屏蔽起來，保證了C－C鏈的穩定性，使其具有其他材料不可比擬的優異性能，如耐高溫、耐油、耐化學藥品性能，良好的物理機械性能和耐候性、電絕緣性和抗輻射性等，在所有合成材料中其綜合性能最佳，尤其在電絕緣領域，全氟或者含氟聚合物在很寬的頻率范圍內，其都有優良的電學穩定性，其介質損耗角正切值和介電常數基本恒定，介電強度隨著頻率的提高也基本穩定(略有下降)，但比其他介電材料的下降緩慢得多，特別是PTFE其介電常數在-40到240℃的溫度范圍內都保持恒定。但是現在的氟橡膠以及聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等全氟或者含氟聚合物加工性能差，很難通過傳統的工藝將其用于電氣絕緣領域。

CN200910311384.8公開了一種低強度超聲波輻照引發甲基丙烯酸甲酯本體聚合的方法，制備的產品分子規整度高，分子量多分散性系數窄，這種產物不含引發劑殘基，純度超高，在聚合物光纖等對材料純度要求較高的領域有廣泛應用。CN201710880014.0公開了一種輻照氟橡膠制備電線的方法，制得的輻照交聯電線具有電氣性能優良、耐高低溫、不易老化、離火自熄的特點，大大提高了電線的安全性能和使用壽命。

發明內容

聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等全氟聚合物或者含氟聚合物中含有的氟原子具有極強的吸電子能力，使得材料具有優異的電絕緣性能，但這些材料的加工性能一般都較差，加工難度較大。共聚聚合是一種常見的改變材料的方法，但受限于含氟聚合物或者全氟聚合物的聚合工藝，很難直接進行單體共聚反應。

本發明提供了一種輻照含氟或者全氟聚合物顆粒以引發其他單體共聚的方法，從而得到了一種新型交聯的島鏈結構的聚合物材料，一方面具有含氟聚合物或者全氟聚合物良好的電絕緣性能，另一方面具有共聚物良好的機械加工性能，其在電絕緣領域具有良好的應用前景。

本發明提供了一種輻照引發制備聚合物的方法。該方法包含以下步驟：

S1、含氟聚合物或者全氟聚合物顆粒進行切割，經過過篩處理得到粒徑小于100um的聚合物粒子。

優選的，選取PTFE、PETFE、PVDF、PEVE、共聚氟橡膠顆粒進行切割。

優選的，將PTFE、PETFE、PVDF、PEVE、共聚氟橡膠顆粒加入1：1的蒸餾水，加入到組織搗碎機中切割一定時間，停止切割后進行烘干，進行篩分。

優選的，選取粒徑為5-20um的含氟聚合物或者全氟聚合物進行下一步處理。

如果選用的全氟或者含氟聚合物的粒徑過小，如在1um以下的顆粒進行輻照引發，則會發生進一步的聚合物鏈段裂解，甚至會產生一些氟碳氣體，不利于后續反應。一般采用機械切割制備的全氟或者含氟聚合物顆粒也很難達到5um的粒徑。