[发明专利]一种滤料用三氟氯乙烯均聚乳液及生产方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种含氟高分子聚合物均聚乳液生产工艺，具体地说是一种滤料用三氟氯乙烯均聚乳液及生产方法。

(二)背景技术

三氟氯乙烯均聚乳液是一种聚三氟氯乙烯的衍生产品。聚三氟氯乙烯树脂是首个商业开发获得成功的含氟高聚物。最早的专利由德国公司发表，次后经美国3M公司投入商业运营，商品名为“kel-F”。聚三氟氯乙烯(PCTFE)属第一代氟高聚物，它是一种热塑性氟聚合物，高分子链中含有氯原子，有较强的极性。

尽管，国际和国内的含氟高聚物的研究比较多，但主要集中在以四氟乙烯、偏氟乙烯和三氟氯乙烯等为基本单体的研究，并且有许多已经实现工业化。聚三氟氯乙烯可通过自由基引发的三氟氯乙烯单体的本体、溶液、悬浮、乳化聚合法获得，也可由UV射线辐射引发聚合制得。例如：US2569524公开报道用悬浮聚合法制备聚三氟氯乙烯的方法；GB578168公开了本体聚合法制备聚三氟氯乙烯；其他合成聚三氟氯乙烯的专利还有US26563322、US2689242、US3671510、US4155953等，但是上述专利都没有涉及到三氟氯乙烯均聚乳液的制备方法。

有报道介绍，三氟氯乙烯的乳液聚合以蒸馏水作介质，加入硫酸铵、保险粉、碳酸氢铵，并将聚三氟氯乙烯氧化所形成的羧酸与氢氧化钠作用，所形成的钠盐作乳化剂。反应结束后，在剧烈搅拌下，加入足量的氯化钙使聚合物絮凝。产品经洗涤、干燥，得率为12.5％，此方法单体转化率太低，没有工业价值。

目前，市场上销售的同类乳液产品是聚四氟乙烯的乳液，但是因为四氟乙烯分子非常对称，其中没有氯原子，所以流动性极差，且不能导电，用其作为保护层，会出现明显的裂纹和缝隙，不能形成致密的膜，影响涂层的防水，防腐，防气性能。

由于技术和成本的缘故，目前的聚三氟氯乙烯乳液都引入了第二、第三、甚至第四单体，采用乳液共法聚制得，这样形成的乳液就不能完全表现出聚三氟氯乙烯的特性。关于三氟氯乙烯的均聚乳液，在国内还没有报道，更没有规模化生产的厂家。

我们对于三氟氯乙烯均聚乳液已经进行了5年的研究，最初得到的三氟氯乙烯均聚乳液的母液具有如下缺点：

A、固含量不高，此时的固含量在20-35％；

B、母液的储存稳定性不好，容易絮凝，需要把母液稀释到固含量15％以下才能对外销售；

C、在滤料行业使用过程中和其它整理剂相容性不好，容易反应形成沉淀。

本发明针对三氟氯乙烯的乳液出现的上述问题，从聚合工艺和配方入手，对母液进行浓缩处理后，制备了性能优良的三氟氯乙烯的均聚乳液。

(三)发明内容

本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种滤料用三氟氯乙烯均聚乳液及生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种滤料用三氟氯乙烯均聚乳液及生产方法，它包含如下重量份数的原料：

三氟氯乙烯均聚乳液母液：         100份，

PH调节剂：                       0.1-10份，

浓缩剂：                         5-20份，

所述三氟氯乙烯均聚乳液母液包含如下重量份数的原料：

所述滤料用三氟氯乙烯均聚乳液生产方法包括三氟氯乙烯均聚乳液母液的制备，是采用乳液聚合工艺，按以下步骤进行：

第一步：制备含氟和非氟混合表面活性剂；

第二步：将第一步制得的混合表面活性剂，引发剂，缓冲剂，去离子水，三氟氯乙烯单体按所述重量份数一起加到反应釜中；

第三步：初始聚合温度为5-10℃，随着单体的加入和反应的进行，温度慢慢升高，最高反应温度控制在≤100℃；初始反应压力为≤0.09Mpa，随着单体的加入和反应的进行，压力慢慢升高，最高反应压力控制在≤2.0Mpa；聚合时间一般控制在4-24h，搅拌机转速为50-1000r.p.m，等反应压力降到≤0.2Mpa后，反应结束，即得三氟氯乙烯均聚乳液母液；

第四步：先将第三步所得的三氟氯乙烯均聚乳液母液利用PH调节剂调节PH值到8-10，再和浓缩剂按所述重量份数一起加入到浓缩釜中，浓缩温度50℃-100℃，搅拌速率50-500r.p.m，浓缩分层时间≥2h，取下层得到固含量40-60％的滤料用三氟氯乙烯均聚乳液。

所述聚合温度为20-50℃，聚合时间为10-20h，压力维持在0.5-1.2Mpa。