[发明专利]一种聚全氟乙丙烯树脂的凝聚洗涤方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物乳液的后处理领域，具体涉及一种大粒径聚全氟乙丙烯树脂的凝聚洗涤方法。

背景技术

聚全氟乙丙烯(FEP)是由四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)以一定的配比共聚得到的聚合物，通过FEP的结构式可得出，它在螺旋状的主链上有三氟甲基，带来了结晶的无序性，结晶度为40％～50％，与PTFE制品的60％～85％相比显然要低得多，其熔体粘度仅为PTFE树脂的百分之一。它是可熔融加工氟树脂系列产品中最早确定的品种，其工作温度范围为-200～200℃。

FEP是热塑性树脂，加工性能好，有极好的耐高低温性能和极好的化学稳定性。FEP最杰出的性能是电绝缘性(例如，它的介电常数与PTFE一样，为2.1)。优越的电绝缘性能和易加工性能、低火焰蔓延和低烟雾产生的特性，使FEP主要用作电线电缆中的绝缘材料，充压电缆在国内市场占有相当大的部分。FEP可以用一般热塑性塑料的加工方法，如挤塑、模塑、喷涂加工法制成各种形态的制品，使FEP广泛应用于电子电气工业、化学工业、机械工业、国防工业、医学等。

美国杜邦公司的Sauer在1946年首先研制了可以加工成膜的FEP共聚物，反应条件是25～65MPa，55～64℃下反应9.8小时。此后经过各国科学家的共同努力改进，如今FEP的聚合方法主要有本体聚合、乳液聚合(即分散聚合)、悬浮聚合和超临界聚合。各种方法存在不同的优势和缺点，现已工业化的方法主要有三种：悬浮聚合、乳液聚合和超临界聚合。

乳液聚合具有反应速度快、设备利用率高等优点，已成为制备FEP树脂最主要的聚合方式。

乳液聚合体系一般由单体、乳化剂、引发剂、去离子水四种基本成分组成。单体在搅拌和乳化剂的共同作用下，在体系中以单体液滴、增容于胶束中和溶于水中三种形式存在。聚合反应的引发、链增长主要发生在增容胶束内，单体液滴起到单体仓的作用，随着聚合反应的进行，单体通过水相中溶解的单体向胶束中扩散，供给聚合所需的单体。

FEP的乳液聚合中，乳化剂一般采用含氟乳化剂，常采用的全氟辛酸的碱金属盐。由于全氟乳化剂具有极佳的水溶液分散稳定性，而且能降低对乳化剂分子进行链转移反应。

乳液聚合得到得乳液后凝聚出树脂粉末。乳液凝聚过程实际上就是破乳过程，破乳的方式有两种即化学破乳和物理破乳。化学破乳为向乳液中加入电解质达到破乳的效果。物理破乳包括冷冻、电析和搅拌等方式。现在常用方式为搅拌破乳方式即机械凝聚或机械凝聚与化学破乳结合。

凝聚的粉末需要烘干，然后采用螺杆挤出机造粒。为了提高螺杆挤出机造粒过程进料速率，需要提高树脂粉末的体积密度，也就是说需要提高树脂粉末的粒径。如果树脂粉末粒径大，则体积密度大，单位时间进料量大，这样就能提高螺杆挤出机的生产力，降低生产成本。

中国专利CN200610170939.8公开了一种聚全氟乙丙烯树脂凝聚洗涤方法，本方法是针对乳液聚合所形成的聚全氟乙丙烯乳液的凝聚洗涤的技术方法，先向聚全氟乙丙烯乳液中加入1～10℃无离子水，搅拌，凝聚时间要较利用常温无离子水时节省1/3～1/2。对破乳析出后的物料，用温度40～80℃无离子水洗涤，洗涤时间为1～5min，反复洗涤2～6次即可。但是凝聚洗涤出的树脂粉末粒径小，在8～14μm之间，体积密度低，约为200～320g/l，不利于双螺杆挤出机挤出时进料。

发明内容

为克服现有凝聚洗涤方法得到的聚全氟乙丙烯粉末粒径小、体积密度低的技术缺陷。本发明的目的是提供一种聚全氟乙丙烯树脂的凝聚洗涤方法，采用乳液聚合方法制备出聚全氟乙丙烯树脂聚合乳液，所述凝聚洗涤方法包括以下步骤：

(1)将所述聚全氟乙丙烯树脂聚合乳液在40～100℃下静置4～12小时；

(2)加水稀释所述聚全氟乙丙烯树脂聚合乳液使其比重在1.07～1.18之间，温度控制为30～90℃；

(3)采用搅拌方式对所述聚合乳液进行凝聚，转速控制为800～2000rpm，凝聚时间为5～45min；

(4)凝聚后所得的聚全氟乙丙烯树脂用水进行洗涤，至洗涤后的水电导率小于5μs/cm即可。

所述步骤(1)为：所述聚合乳液在60～100℃下静置4～12小时；优选65～80℃下静置6～10小时。静置时的温度太低，乳液粒子碰撞不激烈，不利于乳液粒子团聚；温度过高，对粒子的团聚影响不大。