[发明专利]聚四氟乙烯分散树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体地说，涉及一种聚四氟乙烯分散树脂的制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯，因其优良的耐化学腐蚀性、耐高低温性、耐老化性、低摩擦性、不粘性、生理惰性，使它在化工、机械、电气、建筑、医疗等领域成为不可缺少的特种材料，它能够在-250～250℃温度范围内长期使用。聚四氟乙烯树脂属热塑性工程塑料，它的综合性能到目前为止仍是最优秀的。其中常规的聚四氟乙烯分散树脂最重要的应用是加工生料带、弹性带等。随着分散树脂成型加工技术的进步和聚四氟乙烯树脂应用范围的拓宽，促使挤出型聚四氟乙烯分散树脂质量不断提高并向高端发展。高分子量聚四氟乙烯分散树脂分子量高，分子量分布窄，可用于加工制备聚四氟乙烯纤维棉，以及经双向拉伸制备微孔膜，微孔膜有着广泛的用途，可用于制作防风保暖织物、环保过滤材料等。

CN1145600A公开了一种多孔聚四氟乙烯组合物，其特点是一种聚四氟乙烯的均聚物和聚四氟乙烯的共聚物按一定的比例进行混合，通过机械搅拌使分散体共混物凝结，所得粉末在50℃烘箱内干燥几天。将干固体进行润滑，糊料挤压，压延加热干燥，而后迅速拉伸获得均匀而且在高于均聚物熔融温度下结构稳定的含大结点和长原纤的非常开放的微结构。

CN1107383A公开了一种用四氟乙烯制备多孔膜的方法，其是利用不同牌号低分子量树脂之间相溶及表面张力间极微小差异，将它们按一定比例混合，然后以物理扩张法在温度-10℃～1000℃下进行扩张而成。但该方法只适用于低分子量树脂的制备。

CN101421319A公开了一种四氟乙烯聚合物及其水性分散液的制备方法，其是在在水相中，加入石蜡、全氟辛酸铵、氢醌水溶液，升温至70℃，通入四氟乙烯单体，开始聚合反应，恒定反应压力在0.8MPa、反应温度70±2℃，得到的四氟乳液分离凝聚PTFE细粉末，干燥得到PTFE细粉末，通过挤出成型后的拉伸得到制品。通过该方法得到的分散树脂SSG为2.14～2.16，未提及树脂成品的透气性。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的制备聚四氟乙烯分散树脂的方法。

为了实现本发明目的，本发明的一种聚四氟乙烯分散树脂的制备方法，向反应釜中加入去离子水、引发剂、pH调节剂、全氟丁基乙烯、分散剂和稳定剂后，通入氮气，使氧含量≤30ppm，控制反应釜压力为1.5～3.0MPa，温度为70～105℃，投入气相四氟乙烯单体，搅拌下发生聚合反应，反应结束后，收集聚四氟乙烯聚合液，经凝聚、洗净、烘干，得到聚四氟乙烯分散树脂。

本发明在聚合过程中，加入改性剂B（全氟丁基乙烯0，反应温度控制在70～105℃，反应压力1.5～3.0MPa。当聚合反应进行到乳液固含量约30%时，停止搅拌，回收气相单体、抽空、出料。得到的聚四氟乙烯聚合液经凝聚、洗净、烘干，制备出可用于双向拉伸膜的聚四氟乙烯分散树脂。

本发明中聚合反应采用适中的搅拌速度，约为50～70转/分。在此搅拌速度下，既不容易产生高的剪切力破坏分散剂的胶束，保持胶束形态，又可以增加四氟乙烯的溶解量和气泡微化及均一分布，降低引发剂的使用量。气泡微化尺寸和液相中迅速均化，有利于四氟乙烯链增长反应。

体系的水料比（固体∕水）变化是固相物质增加，它起到影响微化气泡与水溶性引发剂分解自由基的阻隔效应，在降低链引发效率的同时，也降低了总体聚合反应速率。采用的水相反应介质为去离子水，其用量为反应容器体积的50～70%，优选60～70%。

气相四氟乙烯单体的投入量为去离子水重量的35～60%，优选40～50%。

在聚四氟乙烯树脂的制备中，聚合压力与温度的技术选定及优化。一方面，应考虑提高聚合压力，使进入反应体系的四氟乙烯气体密度增大，另一方面随着聚合温度的增高，引发剂分解速率变快，起引发作用的自由基数量增加，活性中心增加，在其他因素不变的前提下，高温环境是不利于高分子量聚四氟乙烯树脂的合成。反应压力为1.5～3.0MPa，优选2.0～2.7MPa。反应温度为70～100℃，优选80～90℃。

改性剂B为全氟丁基乙烯，加入量为去离子水质量的0.0015～0.009%，优选0.003～0.006%。