[发明专利]一种模压用聚全氟乙丙烯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚全氟乙丙烯生产领域，具体涉及一种模压用聚全氟乙丙烯树脂及其制备方法。

背景技术

聚全氟乙丙烯FEP(F46)是四氟乙烯与六氟丙烯两种单体的共聚物，缩写代号是FEP。聚全氟乙丙烯FEP是直链型聚合物，分子链可视为聚四氟乙烯(PTFE)主链上每四个碳原子上连接的一个氟原子被CF3基取代的结果，与PTFE相比，FEP分子链的对称性、规整性被破坏，使分子链的刚性降低，柔性增加，材料的熔点便降低，流动性增加，耐热性也有所降低。FEP规整性的破坏使材料结晶性受到影响，结晶度会降低。FEP分子链仍不显示极性。聚全氟乙丙烯是乳白色半透明至透明固体，密度为2.14～2.17g/cm³，仅次子PTFE，表面光洁如蜡，吸水率不超过0.01％。FEP的常规力学性能与PTFE相似，但韧性和室温下的抗蠕变性优于PTFE，高温下的抗蠕变性则不及聚PTFE，力学性能受温度影响颇大，但即使在200℃时仍能承受一定载荷。摩擦因数小，仅次于PTFE，但随载荷增大而降低，又有静摩擦因数小于动摩擦因数的特性。晶型转变温度、结晶温度和结晶熔融温度是FEP主要的转变温度，对FEP制品加工和后处理工艺条件选择及制品性能有直接影响。随着FEP中HFP或CF3基团含量的增加，以上特征温度都会降低。

模压用FEP熔融温度约250-270℃，熔融指数为0-5g/10min，可在-85-205℃范围长时工作，脆化温度为-90℃，分解温度高于400℃，是一种优良的耐高低温聚合物。模压用FEP的力学性能、化学稳定性、电绝缘性、耐大气老化性以及阻燃性等均与PTFE相仿，但耐热性则低于PTFE，长期使用温度比PTFE约低50-60℃。模压用FEP的耐蠕变性在室温时比PTFE好，但在高温下不及PTFE，温度愈高，变形也愈大。

模压用FEP的加工成型可采用挤出、注射、热压、传递模塑等成型工艺制造各种形状的制品，使用多的成型工艺是挤出成型和注射成型。模压用FEP在265℃左右开始熔融，但挤出温度一般要大于315℃。

模压用FEP的应用广泛。电绝缘用的FEP薄膜可用于印刷线路、扁平电缆、计算机、变压器线圈、马达的耐热磁导线绝缘等，膜的厚度为12-500um。模压用FEP膜经电晕放电或电子线辐射处理，能成为捕集电荷的永久带电驻极体。把这种驻极体膜的一面蒸镀上金属，用作扩音器的振动膜，在磁带录音、收录机和助听器等家用电器上使用，质轻、小型、频谱宽、振动特性良、杂音少，长期使用驻极体电荷不衰减而动作稳定。

制备模压用FEP的方法主要有：悬浮聚合法、溶液聚合法、乳液聚合法等，国内目前主要采用乳液聚合法，引发体系为无机引发体系。在一个密闭反应器中，有无离子水和引发剂存在下，通过乳液聚合，可以得到固含量为1wt％～35wt％的FEP乳液，将该乳液凝聚、洗涤、端基处理、造粒成型形成FEP粒料。

采用无机引发剂合成的FEP分子链段含有较多的不稳定端基，如羧基(-COOH)，双键不饱和基(-CF＝CF2)，酰氟基(-COF)等，这些基团易被氧化，产生氢氟酸等酸性物质和挥发性物质，使FEP产品具有较强的酸性，导致熔融状态的FEP对于大多数金属基材具有腐蚀性，因此影响了该材料的应用。

现有的专利文献报道了在四氟乙烯与六氟丙烯共聚物熔融加工过程中，通入氧气，可有效减少含氟聚合物端基的数量，采用该方法处理周期较长，不利于工业化，不利于批量化生产。

另外一些专利文献报道了采用氟化法将四氟乙烯与六氟丙烯共聚物的不稳定端基氟化成CF3，这些报道的处理工艺中，需要用氧化性极强的氟气，该气体对设备的要求较高，并且对设备的腐蚀性较大，不利于环境友好和工业化生产。

还有一些专利文献报道了在聚合过程中，使用有机过氧化物引发剂替代无机过氧化物引发剂，所得的含氟聚合物不稳定端基数量明显减少，但是有机引发剂活性较强，由于聚合单体四氟乙烯与六氟丙烯竞聚率相差太大，在聚合物链段中容易形成四氟乙烯均聚链段，导致FEP制品产生裂纹，产品品级下降。

因此，需要一种模压用聚全氟乙丙烯树脂端基的处理方法，这种方法将采用无机引发体系合成模压用FEP过程中，分子链段形成的不稳定端基，如羧基(-COOH)，双键不饱和基(-CF＝CF2)，酰氟基(-COF)等端基稳定，降低模压用聚全氟乙丙烯树脂制品对金属基材的腐蚀性，提高材料的应用领域。

发明内容