[发明专利]偏氟乙烯聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚偏氟乙烯粉末，它具有高的热分解温度、高的体积密度并具有低的分子量分布。本发明还涉及所述聚偏氟乙烯粉末的制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯（PVDF）树脂主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，聚偏氟乙烯树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品。

偏氟乙烯悬浮聚合体系主要由偏氟乙烯单体、分散剂、油溶性引发剂、链转移剂和去离子水5种组分组成。偏氟乙烯单体的临界温度为30.1℃，偏氟乙烯悬浮聚合通常在较低温度下进行，这就需要高活性的引发剂，过氧化二碳酸二异丙酯(IPP)、过氧化二碳酸二正丙酯等高活性的过氧化碳酸酯类化合物是工业上悬浮聚合制备聚偏氟乙烯最主要的引发剂。

偏氟乙烯悬浮聚合配方中使用的水溶性分散剂，通常为纤维素醚类和聚乙烯醇类，如甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素等。分散剂的主要作用是：

1)吸附在VDF单体液滴表面，保持聚合体系的稳定；

2)防止聚合物粒子之间发生聚并。

分散剂用量对树脂颗粒大小影响显著，用量过大，树脂颗粒则太细。一般偏氟乙烯悬浮聚合的分散剂用量为单体质量的0.01％～1％，较合适的用量为单体质量的0.05％～0.4％。在偏氟乙烯悬浮聚合过程中，必须通过分散剂和搅拌的双重作用，使得单体液滴有效地分散开来，从而保证聚合过程的稳定，且不会造成粘釜等问题，因此分散剂的选择尤为重要。

美国专利US 5145921公开了采用的分散剂HEMC（羟乙基甲基纤维素）制备聚偏氟乙烯树脂的方法，这种方法可以减少粘釜，从而避免影响传热，产品质量以及生产效率等。

中国专利CN101821298A公开了采用甲基纤维素作为分散剂，得到了堆积密度较小、适用于锂电池粘结剂的聚偏氟乙烯树脂。

本领域仍需要开发一种聚偏氟乙烯粉末，它具有高的热分解温度、高的体积密度并具有低的分子量分布。

本领域还需要开发所述聚偏氟乙烯粉末的制备方法。

发明内容

本发明的一个发明目的是提供一种聚偏氟乙烯粉末，它具有高的热分解温度、高的体积密度并具有低的分子量分布。

本发明的另一个发明目的是提供一种所述聚偏氟乙烯粉末的制备方法。

因此，本发明的一个方面涉及一种聚偏氟乙烯粉末，其熔体流动指数为0.20-1.50g/10min（21.6kg，230℃）、热分解温度（1wt%热分解温度）为420-450℃、体积密度为0.2-0.6g/ml并且分子量分布为1.5-1.8；该聚偏氟乙烯粉末是由下列方法制得的：

（i）向含有引发剂和反应介质的反应容器中加入分散剂；所述分散剂是羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇重量比为0.5：1至1：0.5的混合物；

（ii）加入偏氟乙烯单体进行聚合。

本发明的另一方面涉及偏氟乙烯的聚合方法，它包括如下步骤：

（i）向含有引发剂和反应介质的反应容器中加入分散剂；所述分散剂是羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇重量比为0.5：1至1：0.5的混合物；

（ii）加入偏氟乙烯单体进行聚合。

具体实施方式

在本发明中，术语“热分解温度”是指分解1%总质量的聚偏氟乙烯树脂粉末时的温度。

本发明人发现，在使用羟丙基甲基纤维素和高醇解度聚乙烯醇作为复合分散剂进行偏氟乙烯悬浮聚合时，得到的聚偏氟乙烯树脂的热稳定性很高，且分子量分布较窄。

因此，本发明的一个方面涉及一种偏氟乙烯的制备方法，该方法包括如下步骤：

（i）向含有引发剂和反应介质的反应容器中加入分散剂

用于本发明方法的引发剂及其用量无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规引发剂和用量。在本发明的一个实例中，所述引发剂选自例如过氧化二碳酸二C_1-6烷酯，例如过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二正丙酯、过氧化二碳酸二乙酯、过氧化二碳酸二丁酯或其两种或更多种形成的混合物。

用于本发明聚合反应的反应介质无特别的限制，可以是任何常规极性反应介质，例如它可以是水、醇或其混合物。从成本和毒性角度出发，较好的反应介质是水。