一種聚四氟乙烯ptfe分散樹脂的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚四氟乙烯PTFE分散樹脂的制備方法，一，以去離子水、全氟聚醚羧酸銨，石蠟，過硫酸銨，丁二酸，四氟乙烯為原料，經(jīng)配料、聚合，所得的乳液經(jīng)凝聚、洗滌和干燥制得分散聚四氟乙烯樹脂，在投入量達(dá)到計(jì)劃總量的1/3時(shí)補(bǔ)充加入，兩次加入量的比例為3：2；二，以去離子水的加入量為基準(zhǔn)按重份計(jì)，當(dāng)去離子水為100份時(shí)，全氟聚醚羧酸銨為1.43×10?1～4.3×10?1份，石蠟為5份，過硫酸銨為1.14×10?3份，丁二酸為2.14×10?2份，四氟乙烯為15～40份；三，聚合起始溫度為80～90℃，聚合過程中保持在90～105℃，反應(yīng)壓力為表壓1.6～3.0MPa間的一個(gè)定值。
【專利說明】
一種聚四氟乙烯PTFE分散樹脂的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種聚四氟乙烯PTFE分散樹脂的制備方法，特別餓是不含全氟辛酸銨的聚四氟乙烯分散樹脂的制備方法，屬含氟塑料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚四氟乙烯分散樹脂的制備工藝中乳化劑是維持體系分散性的重要助劑，而現(xiàn)有工藝最為依賴的乳化劑就是全氟辛酸銨，因此產(chǎn)品樹脂中不可避免地會(huì)有全氟辛酸銨的殘由ο
[0003]根據(jù)目前醫(yī)學(xué)界對(duì)動(dòng)物的臨床研究，全氟辛酸銨可能導(dǎo)致癌癥或先天缺陷性疾病。雖然全氟辛酸銨對(duì)人體的影響至今沒有定論，但美國環(huán)保署已將這一爭議物質(zhì)定為“可疑致癌物”。2006年I月25日，美國環(huán)保署和包括杜邦在內(nèi)的8家美國公司達(dá)成的自愿性協(xié)議，同意分階段停止使用全氟辛酸銨(PFOA)，并于2015年前在所有產(chǎn)品中全面禁用全氟辛酸銨。因此無論是從危害防護(hù)還是工業(yè)生產(chǎn)方面考慮，改變現(xiàn)有工藝，減少甚至停用全氟辛酸銨的分散聚合工藝將是必然為之的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種聚四氟乙烯分散樹脂的制備方法，它可以解決現(xiàn)有的聚四氟乙烯分散聚合工藝會(huì)使產(chǎn)物樹脂中殘留有害物質(zhì)全氟辛酸銨的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種聚四氟乙烯PTFE分散樹脂的制備方法，它包括以下步驟:步驟一，以去離子水為介質(zhì)，全氟聚醚羧酸銨FEC為乳化劑，石蠟為穩(wěn)定劑，過硫酸銨APS作為引發(fā)劑，丁二酸為PH調(diào)節(jié)劑，四氟乙烯TFE為聚合單體，經(jīng)配料、聚合，所得的乳液經(jīng)凝聚、洗滌和干燥制得分散聚四氟乙烯樹脂。乳化劑除初始投入外，在TFE投入量達(dá)到計(jì)劃總量的1/3時(shí)補(bǔ)充加入，兩次加入量的比例為3:2；步驟二，以去離子水的加入量為基準(zhǔn)按重份計(jì)，當(dāng)去離子水為100份時(shí)，全氟聚醚羧酸銨為1.43 X 10-1?4.3 X 10-1份，石蠟為5份，過硫酸銨為1.14X 10-3份，丁二酸為2.14X 10-2份，四氟乙烯為15?40份；
步驟三，聚合起始溫度為80?90°C，聚合過程中保持在90?105°C，反應(yīng)壓力為表壓1.6?3.0MPa間的一個(gè)定值，恒壓反應(yīng)。
[0006]本發(fā)明具有以下有益效果:聚合速度均勻，溫度平穩(wěn)，安全性提高，聚合過程中分散性和乳液穩(wěn)定性好，最重要的是未使用含全氟辛酸銨的助劑，產(chǎn)物樹脂中不再含有全氟辛酸銨，即可避免環(huán)境保護(hù)和人體危害問題。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明，旨在使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解和實(shí)施本發(fā)明。但應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明并不限于所揭示的最佳實(shí)施例，基于本發(fā)明的啟示，任何顯而易見的變換或者等同替代，也應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0008]在以下實(shí)施例中四氟乙烯計(jì)量槽與反應(yīng)釜之間用單向止回閥連接，使氣體只能由計(jì)量槽到反應(yīng)釜單向流動(dòng)，使用的去離子水電導(dǎo)率為0.7yS/m。
[0009]實(shí)施例1:
在容積為100L反應(yīng)釜中加入65L水、3.5kg石蠟，作抽空置換處理，升溫至85°C，然后將四氟乙烯加入反應(yīng)釜，壓力調(diào)節(jié)至2.0MPa并全程維持。
[0010]分別用計(jì)量栗將1.2L質(zhì)量百分比為10%的全氟聚醚羧酸銨溶液、0.2L質(zhì)量百分比為0.4%的過硫酸銨溶液、3L質(zhì)量百分比為0.5%的丁二酸溶液加入步驟⑵反應(yīng)釜內(nèi)；
在氣體質(zhì)量流量計(jì)示數(shù)達(dá)到7kg時(shí)，用計(jì)量栗將0.8L質(zhì)量百分比為10%的全氟聚醚羧酸錢溶液加入反應(yīng)爸內(nèi)；
在氣體質(zhì)量流量計(jì)示數(shù)達(dá)到23kg時(shí)終止反應(yīng)，冷卻，然后用真空栗將剩余氣體排出反應(yīng)釜，收料(未出現(xiàn)破乳現(xiàn)象)、凝聚、洗滌；
步驟(4)所述洗滌，重復(fù)三次以上，將殘留的引發(fā)劑和乳化劑除去，直至測得濾液電導(dǎo)率降至lOyS/m以下。然后烘干，得到固體粉末狀態(tài)的樹脂。本實(shí)施例測得乳液比重為1.175(對(duì)應(yīng)固含量25%)，與計(jì)算值24.7%誤差在1%以內(nèi)，基本吻合，未出現(xiàn)破乳現(xiàn)象。
[0011]實(shí)施例2:
將實(shí)施例1中步驟(2)(3)所述的全氟聚醚羧酸銨溶液體積分別改為0.6L和0.4L，反應(yīng)釜壓力改為I.6MPa，氣體質(zhì)量流量計(jì)示數(shù)達(dá)到12kg時(shí)終止反應(yīng)，其它同實(shí)施例1操作。本實(shí)施例所得乳液比重為1.12(對(duì)應(yīng)固含量15%)，與計(jì)算值14.6%誤差在1%以內(nèi)，基本吻合，未出現(xiàn)破乳現(xiàn)象。
[0012]實(shí)施例3:
將實(shí)施例1中步驟(2)(3)所述的全氟聚醚羧酸銨溶液體積分別改為1.8L和1.2L，反應(yīng)釜壓力改為3.0MPa，氣體質(zhì)量流量計(jì)示數(shù)達(dá)到18kg時(shí)終止反應(yīng)，其它同實(shí)施例1操作。本實(shí)施例所得乳液比重為1.15(對(duì)應(yīng)固含量20%)，與計(jì)算值20.4%誤差在1%以內(nèi)，基本吻合，未出現(xiàn)破乳現(xiàn)象。
[0013]固含量的計(jì)算值和檢測值可反映出原料損耗率，而分散聚合的原料損耗是由于部分破乳現(xiàn)象造成的，因此上述實(shí)施例中，通過視覺觀察和固含量誤差計(jì)算兩方面同時(shí)驗(yàn)證本發(fā)明的乳化體系穩(wěn)定性好。
[0014]聚四氟乙烯乳液的比重直接影響初級(jí)粒子的粒徑和樹脂的分子量(即代表了樹脂的性能品級(jí))，因此上述實(shí)施例中，投料量不同是為了驗(yàn)證本發(fā)明的乳化體系在不同品級(jí)產(chǎn)品中的適用性廣。
[0015]為了達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案是:采用一種由全氟聚醚羧酸銨替代全氟辛酸銨作為乳化劑的分散聚合工藝，其特征在于步驟為:
以去離子水為介質(zhì)，全氟聚醚羧酸銨為乳化劑，石蠟為穩(wěn)定劑，過硫酸銨作為引發(fā)劑，丁二酸為PH調(diào)節(jié)劑，四氟乙烯為聚合單體，經(jīng)配料、聚合，所得的乳液經(jīng)凝聚、洗滌和干燥制得分散聚四氟乙烯樹脂。乳化劑除初始投入外，在TFE投入量達(dá)到計(jì)劃總量的1/3時(shí)補(bǔ)充加入，兩次加入量的比例為3:2。
[0016]以去離子水的加入量為基準(zhǔn)按重份計(jì)，當(dāng)去離子水為100份時(shí)，全氟聚醚羧酸銨為1.43 X 10-1?4.3 X 10-1份，石蠟為5份，過硫酸銨為1.14 X 10-3份，丁二酸為2.14 X 10-2份，四氟乙烯按產(chǎn)品需求控制加入量，從原料損耗和乳液穩(wěn)定性考慮，適宜范圍為15?40份。
[0017]聚合起始溫度為80?90°C，聚合過程中保持在90?105°C，反應(yīng)壓力為表壓1.6?3.0MPa間的一個(gè)定值，恒壓反應(yīng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚四氟乙烯PTFE分散樹脂的制備方法，其特征是它包括以下步驟: 步驟一，以去離子水為介質(zhì)，全氟聚醚羧酸銨FEC為乳化劑，石蠟為穩(wěn)定劑，過硫酸銨APS作為引發(fā)劑，丁二酸為PH調(diào)節(jié)劑，四氟乙烯TFE為聚合單體，經(jīng)配料、聚合，所得的乳液經(jīng)凝聚、洗滌和干燥制得分散聚四氟乙烯樹脂，乳化劑除初始投入外，在TFE投入量達(dá)到計(jì)劃總量的1/3時(shí)補(bǔ)充加入，兩次加入量的比例為3:2; 步驟二，以去離子水的加入量為基準(zhǔn)按重份計(jì)，當(dāng)去離子水為100份時(shí)，全氟聚醚羧酸銨為1.43 X 10-1?4.3 X 10-1份，石蠟為5份，過硫酸銨為1.14 X 10-3份，丁二酸為2.14 X10-2份，四氟乙烯為15?40份； 步驟三，聚合起始溫度為80?90°C，聚合過程中保持在90?105°C，反應(yīng)壓力為表壓1.6?3.0MPa間的一個(gè)定值，恒壓反應(yīng)。
【文檔編號(hào)】C08F114/26GK105859929SQ201610301133
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】錢厚琴, 司耀俊
【申請(qǐng)人】江蘇梅蘭化工有限公司