[發明專利]含氟聚合物乳液的制備方法、含氟彈性體及其制備方法

在審

• 申請號: 202211418707.5
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115651139A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 張麗嬌;修國華
• 申請（專利權）人: 上海森崚半導體科技有限公司
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F216/14;C08F214/26;C08F2/38;C08F2/26;C08F2/30;C08L51/10
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 鄭純;黃貞君

本發明提供了一種含氟聚合物乳液的制備方法、含氟彈性體及其制備方法，屬于高分子材料領域，含氟聚合物乳液的制備方法，包括：將二氧化鈦納米顆粒分散到含有硅烷偶聯劑的乙醇與水混合溶液中，制備疏水的氟化二氧化鈦納米顆粒；在氟醚油中將所述氟化二氧化鈦納米顆粒研磨并分散，再加入含有水、乳化劑、鹵化物單體、鏈轉移劑與含氟共聚物的反應器內，在引發劑的作用下進行乳液聚合反應，制得含氟化二氧化鈦納米顆粒的含氟聚合物乳液，其中，氟醚油為CF₃CF₂CF₂O(CF(CF₃)CF₂O)_nCF＝CF₂，n＝0?5或者CF₃O(CF₂O)_mCF＝CF₂，m＝0?6。通過本申請的處理方案，在保證化學穩定性降低成本同時提高復合材料的沖擊等性能。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種含氟聚合物乳液的制備方法、含氟彈性體及其制備方法。

背景技術

含氟聚合物是四氟乙烯(TFE)、偏氟乙烯(VDF)，全氟烷基乙烯基醚(PAVE)、交聯單體如全氟苯基乙烯基醚(CF2CFOC6F5)以及全氟苯氧丙基乙烯基醚(PTVE)等的共聚產物。含氟橡膠分子鏈上所有的氫原子均被氟原子所取代以使得其具有良好的耐熱性能和耐化學介質性能。

從分子結構上看，由于含氟橡膠的大分子鏈上沒有氫原子而使其整體表現出強惰性；另外由于F原子的半徑比取代前的H原子大很多，大分子鏈在排列時呈成螺旋狀，C-C鍵基本被F原子組成的外殼所包圍，而使得含氟橡膠表現出顯著的耐化學介質性能。類似于PTFE，含氟橡膠能耐受許多化學介質，包括醚、酮、芳香類、強酸強堿以及其他橡膠所不能耐受的各類溶劑如鹵代烴等，但其機械性能如觸變性表現不佳。

橡膠納米復合材料是由基體、以及分散于基體中納米尺度(小于100nm)的填料復合而成的。其中，填料的增強活性主要依賴于填料表面的物理化學性質。理論上，填料的尺寸越小，則比表面積越大，填料與含氟聚合物相互作用的活性位點也就越多，導致填料-基體界面相互作用更強。同時，填料的尺寸越小則應力傳遞效果越好。但同時納米粒子易團聚，含氟聚合物黏度也較大，使其在含氟聚合物中很難達到納米尺寸的均勻分散，填料分散的效果影響到橡膠材料的性能。因此，如何實現納米顆粒在橡膠基體中的良好分散是制造理想的納米復合材料的一個難點。

發明內容

因此，為了克服上述現有技術的缺點，本發明提供一種在保證化學穩定性降低成本同時提高復合材料的沖擊等性能的含氟聚合物乳液的制備方法、含氟彈性體及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種含氟聚合物乳液的制備方法，包括：將二氧化鈦納米顆粒分散到含有硅烷偶聯劑的乙醇與水混合溶液中，制備疏水的氟化二氧化鈦納米顆粒；在氟醚油中將所述氟化二氧化鈦納米顆粒研磨并分散，再加入含有水、乳化劑、鹵化物單體、鏈轉移劑與含氟共聚物的反應器內，在引發劑的作用下進行乳液聚合反應，制得含氟化二氧化鈦納米顆粒的含氟聚合物乳液，其中，氟醚油為CF₃CF₂CF₂O(CF(CF₃)CF₂O)_nCF＝CF₂，n＝0-5或者CF₃O(CF₂O)_mCF＝CF₂，m＝0-6。

在一個實施例中，所述硅烷偶聯劑為三甲氧基(1H，1H，2H，2H-十七氟癸基)硅烷及γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯劑中的至少一種。