一種聚四氟乙烯ptfe分散樹脂的制備方法
【專利摘要】本發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，經配料、聚合，所得的乳液經凝聚、洗滌和干燥制得分散聚四氟乙烯樹脂，在投入量達到計劃總量的1/3時補充加入，兩次加入量的比例為3：2；二，以去離子水的加入量為基準按重份計，當去離子水為100份時，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℃，反應壓力為表壓1.6～3.0MPa間的一個定值。
【專利說明】
一種聚四氟乙烯PTFE分散樹脂的制備方法
技術領域
[0001]本發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領域。
【背景技術】
[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，而現有工藝最為依賴的乳化劑就是全氟辛酸銨，因此產品樹脂中不可避免地會有全氟辛酸銨的殘由ο
[0003]根據目前醫學界對動物的臨床研究，全氟辛酸銨可能導致癌癥或先天缺陷性疾病。雖然全氟辛酸銨對人體的影響至今沒有定論，但美國環保署已將這一爭議物質定為“可疑致癌物”。2006年I月25日，美國環保署和包括杜邦在內的8家美國公司達成的自愿性協議，同意分階段停止使用全氟辛酸銨(PFOA)，并于2015年前在所有產品中全面禁用全氟辛酸銨。因此無論是從危害防護還是工業生產方面考慮，改變現有工藝，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。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種聚四氟乙烯分散樹脂的制備方法，它可以解決現有的聚四氟乙烯分散聚合工藝會使產物樹脂中殘留有害物質全氟辛酸銨的技術問題。
[0005]本發明采用了以下技術方案: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，全氟聚醚羧酸銨FEC為乳化劑，石蠟為穩定劑，過硫酸銨APS作為引發劑，丁二酸為PH調節劑，四氟乙烯TFE為聚合單體，經配料、聚合，所得的乳液經凝聚、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投入量達到計劃總量的1/3時補充加入，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按重份計，當去離子水為100份時，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，反應壓力為表壓1.6?3.0MPa間的一個定值，恒壓反應。
[0006]本發明具有以下有益效果:聚合速度均勻，溫度平穩，安全性提高，聚合過程中分散性和乳液穩定性好，最重要的是未使用含全氟辛酸銨的助劑，產物樹脂中不再含有全氟辛酸銨，即可避免環境保護和人體危害問題。
【具體實施方式】
[0007]下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步說明，旨在使本領域普通技術人員能夠理解和實施本發明。但應當注意到，本發明并不限于所揭示的最佳實施例，基于本發明的啟示，任何顯而易見的變換或者等同替代，也應當被認為落入本發明的保護范圍。
[0008]在以下實施例中四氟乙烯計量槽與反應釜之間用單向止回閥連接，使氣體只能由計量槽到反應釜單向流動，使用的去離子水電導率為0.7yS/m。
[0009]實施例1:
在容積為100L反應釜中加入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釜，壓力調節至2.0MPa并全程維持。
[0010]分別用計量栗將1.2L質量百分比為10%的全氟聚醚羧酸銨溶液、0.2L質量百分比為0.4%的過硫酸銨溶液、3L質量百分比為0.5%的丁二酸溶液加入步驟⑵反應釜內；
在氣體質量流量計示數達到7kg時，用計量栗將0.8L質量百分比為10%的全氟聚醚羧酸錢溶液加入反應爸內；
在氣體質量流量計示數達到23kg時終止反應，冷卻，然后用真空栗將剩余氣體排出反應釜，收料(未出現破乳現象)、凝聚、洗滌；
步驟(4)所述洗滌，重復三次以上，將殘留的引發劑和乳化劑除去，直至測得濾液電導率降至lOyS/m以下。然后烘干，得到固體粉末狀態的樹脂。本實施例測得乳液比重為1.175(對應固含量25%)，與計算值24.7%誤差在1%以內，基本吻合，未出現破乳現象。
[0011]實施例2:
將實施例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，反應釜壓力改為I.6MPa，氣體質量流量計示數達到12kg時終止反應，其它同實施例1操作。本實施例所得乳液比重為1.12(對應固含量15%)，與計算值14.6%誤差在1%以內，基本吻合，未出現破乳現象。
[0012]實施例3:
將實施例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，反應釜壓力改為3.0MPa，氣體質量流量計示數達到18kg時終止反應，其它同實施例1操作。本實施例所得乳液比重為1.15(對應固含量20%)，與計算值20.4%誤差在1%以內，基本吻合，未出現破乳現象。
[0013]固含量的計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象造成的，因此上述實施例中，通過視覺觀察和固含量誤差計算兩方面同時驗證本發明的乳化體系穩定性好。
[0014]聚四氟乙烯乳液的比重直接影響初級粒子的粒徑和樹脂的分子量(即代表了樹脂的性能品級)，因此上述實施例中，投料量不同是為了驗證本發明的乳化體系在不同品級產品中的適用性廣。
[0015]為了達到上述目的，采用的技術方案是: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，全氟聚醚羧酸銨為乳化劑，石蠟為穩定劑，過硫酸銨作為引發劑，丁二酸為PH調節劑，四氟乙烯為聚合單體，經配料、聚合，所得的乳液經凝聚、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投入量達到計劃總量的1/3時補充加入，兩次加入量的比例為3:2。
[0016]以去離子水的加入量為基準按重份計，當去離子水為100份時，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，四氟乙烯按產品需求控制加入量，從原料損耗和乳液穩定性考慮，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，反應壓力為表壓1.6?3.0MPa間的一個定值，恒壓反應。
【主權項】
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，全氟聚醚羧酸銨FEC為乳化劑，石蠟為穩定劑，過硫酸銨APS作為引發劑，丁二酸為PH調節劑，四氟乙烯TFE為聚合單體，經配料、聚合，所得的乳液經凝聚、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投入量達到計劃總量的1/3時補充加入，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按重份計，當去離子水為100份時，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，反應壓力為表壓1.6?3.0MPa間的一個定值，恒壓反應。
【文檔編號】C08F114/26GK105859929SQ201610301133
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】錢厚琴, 司耀俊
【申請人】江蘇梅蘭化工有限公司