[发明专利]一种用于薄壁换热器管的聚四氟乙烯树脂及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于加工薄壁换热管的聚四氟乙烯树脂及其制备方法，在水相中加入分散剂、乳液稳定剂、pH值调节剂，继而通入四氟乙烯单体及初始改性单体，加入过氧化物引发剂进行共聚，当聚合单体的投料量达到其总投料量的60％～80％后，加入第二改性单体，并继续加入四氟乙烯单体，维持反应压力聚合，聚合完毕后乳液经出料、凝聚、烘干制得聚四氟乙烯分散树脂。使用本方法聚合得到的树脂适用于通过糊状挤出工艺加工为薄壁换热管，制备成的换热管具有良好的热稳定性、高耐弯折寿命及良好的耐蒸汽透过性。

技术领域

本发明属于高分子领域，涉及一种聚四氟乙烯分散树脂及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯换热器是一种列管式换热器，其换热管的材质是聚四氟乙烯。氟塑管换热器与金属及其它非金属换热器相比，在强酸环境下具有优秀的防腐蚀特性，可长久使用；在不同工程应用情况下，对烟气组分无特殊要求，适用性强；在不同工程应用情况下，对壁温和酸露点无特殊要求，不存在腐蚀情况；材料自身具有自清洁特性，防沾黏，易清洗等优点。聚四氟乙烯薄壁管换热器适用于火力电厂、垃圾焚烧等的烟气余热深度回收、脱硫效率提升、湿法除尘以及烟囱消白等领域，是目前环保领域的关注重点。

为了使聚四氟乙烯换热管适用于上述工况，要求其具有良好的热稳定性，低蒸汽透过性以及良好的耐弯折性。但是，常规的PTFE为线性有规僵直的高分子链结构，故而具有很高的结晶度和熔融粘度，从而存在制品空隙率较大，耐弯折性差等问题。

中国专利CN101328235A介绍了一种通过加入尽量少的全氟丙基乙烯基醚制备分散改性聚四氟乙烯的方法，其产品具有良好的特性和较高的产率。

中国专利CN102344519A介绍了一种适用于加工毛细管的改性聚四氟乙烯分散树脂的生产方法。该方法中加入全氟丙基乙烯基醚作为改性剂，并加入二氟甲烷作为链转移剂，得到压缩比1600:1的聚四氟乙烯分散树脂。

美国专利US4036802公开了一种四氟乙烯细粉树脂的制备方法，该方法以全氟丙基乙烯基醚为改性剂进行乳液聚合，核为较多量的改性单体与四氟乙烯聚合制备，壳为较少量的改性单体与四氟乙烯聚合制备，改性单体总含量在0.06％左右。该树脂可在高压缩比下进行糊状挤出加工。

中国专利CN106866866A公开了一种挤管用聚四氟乙烯分散树脂的制备方法，该方法通过控制聚合反应压力制备得到了一种核壳结构的聚四氟乙烯分散树脂，改善了树脂的糊状挤出性能。

但上述技术都未能有效改善换热管用聚四氟乙烯树脂的热稳定性，低蒸汽透过性及耐弯折性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于薄壁换热器管的聚四氟乙烯树脂及其制备方法，该树脂具有核壳结构，所述制备方法在不同聚合阶段加入不同改性单体，使大分子链节上增加了不规则基团，破坏了PTFE的高度线性结构，使其由刚性链向柔性链转化，提高了耐弯折性，同时降低离子外壳的熔融粘度，使得加工时初级离子熔结更好，降低孔隙率。

本发明的技术方案如下：

一种用于薄壁换热器管的聚四氟乙烯树脂，所述树脂的制备方法包括步骤：

水相中加入分散剂、乳液稳定剂、pH值调节剂、过氧化物引发剂，然后搅拌形成水包油型细分散体，继而通入四氟乙烯单体及初始改性单体进行共聚，当四氟乙烯单体的投料量达到水投料量的25％～37.5％后，加入第二改性单体继续聚合，聚合完毕后乳液经出料、凝聚、烘干制得聚四氟乙烯分散树脂；树脂性能包括：标准相对密度SSG：2.155-2.165，热不稳定性能指数TII＜5，拉伸含孔指数SVI＜60；所述初始改性剂为全氟甲基乙烯基醚、全氟乙基乙烯基醚、全氟丙基乙烯基醚中的一种或几种，所述第二改性单体为六氟丙烯。

根据本发明，所述初始改性剂用量为聚合体系中去离子水重量的0.10％～0.35％，优选为0.12％～0.23％。