CN102229704B - 一种凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液，由如下方法制备得到：向普通聚全氟乙丙烯浓缩分散液中添加聚酰胺酸盐，混合均匀。本发明得到的凝晶化的聚全氟乙丙烯(FEP)浓缩分散液，外观为淡蓝色透明液体，FEP胶状微粒在溶液中获得纳米级粒径的扩散，体系成为凝晶，可有效防止FEP浓缩分散液产生沉淀，获得长期稳定的储存，同时，有效改善了其在聚酰亚胺薄膜表面的涂覆性、均匀性。同时，聚酰胺酸盐起到了FEP粉层与聚酰亚胺薄膜表面粘结剂的作用，提高了FEP粉层的附着力。经熔化烧结后，聚酰胺酸盐成为了聚酰亚胺，又可增强FEP膜层与聚酰亚胺薄膜的粘接力，充分提高了涂氟聚酰亚胺薄膜的质量和性能。

Description

一种凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液
技术领域
本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液。
背景技术
聚全氟乙丙烯(FEP)浓缩分散液由四氟乙烯与六氟丙烯乳液共聚而成，是以非离子全氟表面活性剂稳定的水相分散液。可以通过涂敷的方式，实现无法用传统方法加工的FEP制品，从而赋予制品典型的氟塑料优异特性，具有良好的热性能，优异的化学惰性，良好的电绝缘性和低摩擦系数，广泛应用于电子电气、航空航天、通讯、化工、机械和医学等领域，特别是通过热合粘接的材料方面。
普通FEP浓缩分散液为乳白色或淡黄色浑浊液体，FEP凝聚成微状胶粒被表面活性剂包覆分散于水相中。虽然全氟表面活剂具有极佳的水溶液分散稳定性，但是FEP以凝聚的聚合物颗粒形式存在，所以，还是容易引起沉淀，影响到分散液的储存稳定效果。
在FEP浓缩分散液涂敷加工时，特别是对于平滑表面的浸渍和喷雾涂层，经干燥后，微粒状的FEP凝聚体将容易引起其成为粉层附着物均化程度的差异性，从而导致在熔化成膜过程中，不利于FEP形成连续、致密和均匀的膜层，影响到涂氟产品的质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液，实现聚全氟乙丙烯原始凝聚微粒在溶液中达到纳米级状态的很快扩散，使体系成为真溶液，这样既充分保证了长期储存性，更提高了其涂敷加工性和制品的质量。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液，由如下方法制备得到：向普通聚全氟乙丙烯浓缩分散液中添加聚酰胺酸盐，混合均匀。
其中，所述的普通聚全氟乙丙烯浓缩分散液为市售的聚全氟乙丙烯浓缩分散液，乳白色或淡黄色浑浊液体，聚全氟乙丙烯固体含量为48～52重量％，表面活性剂含量为5～7重量％。
其中，所述的聚酰胺酸盐为均苯型聚酰胺酸三烷基铵盐、联苯型聚酰胺酸三烷基铵盐、均苯型聚酰胺酸四烷基铵盐或联苯型聚酰胺酸四烷基铵盐。
其中，对应于100重量份的普通聚全氟乙丙烯浓缩分散液，聚酰胺酸盐的加入量为0.1～5重量份。
其中，混合过程中，控制体系的pH值为7～10。
有益效果：本发明得到的凝晶化的聚全氟乙丙烯(FEP)浓缩分散液，外观为淡蓝色透明液体，FEP胶状微粒在溶液中获得纳米级粒径的扩散，体系成为凝晶，可有效防止FEP浓缩分散液产生沉淀，获得长期稳定的储存，同时，有效改善了其在聚酰亚胺薄膜表面的涂覆性、均匀性。同时，聚酰胺酸盐起到了FEP粉层与聚酰亚胺薄膜表面粘结剂的作用，提高了FEP粉层的附着力。经熔化烧结后，聚酰胺酸盐成为了聚酰亚胺，又可增强FEP膜层与聚酰亚胺薄膜的粘接力，充分提高了涂氟聚酰亚胺薄膜的质量和性能。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
本发明中，普通FEP浓缩分散液，可选用市售的FEP浓缩分散液，固体含量为48～52重量％，表面活性剂含量为5～7重量％，水介质为41～47重量％，表观为乳白色或淡黄色浑浊液体，pH值为7-9。
其中，所述的水介质采用脱氧无离子水。
其中，由于全氟辛酸盐或ω-氢全氟壬酸盐等全氟表面活性剂，具有极佳的水溶液分散稳定性而被优选。
本发明中，将原始FEP浓缩分散液于20～60转/分搅拌下，加入聚酰胺酸盐，由于聚酰胺酸盐具有离子型表面活性剂的作用，在溶液中表现出高分子电解质行为，可以有效阻隔FEP胶状微粒之间的凝聚，充分提高胶粒在体系中的抗凝结稳定性，从而使FEP胶粒在溶液中达到纳米级尺度的扩散，实现了分散液的凝晶化，使其成为真溶液。具有这样能力的聚酰胺酸盐可以列举出，均苯型聚酰胺酸三烷基铵盐、联苯型聚酰胺酸三烷基铵盐、均苯型聚酰胺酸四烷基铵盐、联苯型聚酰胺酸四烷基铵盐等，一般单独使用。
其中，对应于100重量份数的FEP聚酰胺酸盐的添加量低于0.1重量份时，无法有效阻隔FEP胶粒之间的凝聚和起到抗凝结作用，分散液不能形成凝晶。当聚酰胺酸盐的添加量大于5重量份时，会破坏原始表面活性剂的分散稳定性，起到破乳效果，反而引起FEP胶粒的凝结沉淀。优选聚酰胺酸盐的含量为0.3～3重量份。
再者，一定的搅拌速度是为了充分均化原始FEP浓缩分散液中FEP胶状微粒的粒径尺度，使其在表面活性剂的包覆下，被聚酰胺酸盐更有效的阻隔，提高抗凝结效果，实现凝晶化的均匀程度。一般选择20-60转/分。
在本发明中，控制分散液的pH值为7-10，主要是为了充分保证表面活性剂使FEP在水溶液中达到分子级的稳定分散作用。pH值调节剂可列举出，碳酸氢钠、磷酸氢二钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等，一般使用氨水。
本发明的凝晶化FEP浓缩分散液，可以长期储存，不会产生沉淀，特别适合聚酰亚胺等薄膜单面或双面的连续涂覆加工，获得连续性和均匀性很好的FEP膜层。
以下实施例不特别说明，其中的“％”和“份”均以重量为基准。
以下实施例中的分散液凝晶化程度和FEP熔化膜的膜面情况根据下面的方法评价：
1、分散液凝晶化程度
取样60ml分散液于干净的100ml容积的典量瓶中，目测分散液的透明性。
2、FEP成膜质量
使用电子成影显微镜，放大100倍下观察膜面的结果。
实施例1：
于室温，在20-60转/分搅拌下，向聚全氟乙丙烯(FEP)浓缩分散液(浙江星腾化工有限公司FEP DI-1，10-2207B)添加均苯型聚酰胺酸三烷基铵盐，对应于100份FEP浓缩分散液添加0.5份的均苯型聚酰胺酸三烷基铵盐，经20分钟充分搅拌，用氨水调节体系pH值7-10，按评定方法取样观察，分散液呈淡蓝色透明溶液，无任何沉淀物产生，成为凝晶。
将上述凝晶化FEP分散液，涂覆于聚酰亚胺薄膜的双面，经干燥、熔化和冷却的进行连续处理，制得双面涂氟聚酰亚胺薄膜。按评价方法，在电镜下观察，经熔化成型的FEP薄膜呈连续均匀、无空隙的膜层。
实施例2：
同实施例1，所不同的是对应100份FEP浓缩分散液添加1份的均苯型聚酰胺酸三烷基铵盐，按评定方法结果与实施例1相同，分散液成为凝晶，FEP涂层成膜连续均匀。且目测溶液透明程度比实施例1有所提高。
实施例3：
同实施例1，所不同的是对应100份FEP浓缩分散液添加3份的均苯型聚酰胺酸四烷基铵盐，按评定方法结果与实施例1相同，分散液成为凝晶，FEP涂层成膜连续均匀，且目测溶液透明程度与实施例2接近。
实施例4：
同实施例2，所不同的是添加的为均苯型聚酰胺酸四烷基铵盐，按评定方法结果与实施例2相同。
实施例5：
同实施例4，所不同的是添加的为联苯聚酰胺酸三烷基铵盐，按评定方法，结果与实施例4相同。
比较例1：
使用实施例1的原始FEP浓缩分散液，按评定方法目测分散液呈乳白色浑浊体系，透明度较差，按实施例1的方法，涂覆于聚酰亚胺薄膜双面成膜后，按评定方法，观察到FEP膜面呈龟裂状，且由少量点粒分布，说明FEP膜层的连续性不佳，存有空隙，而且涂覆性和成型效果较差。
比较例2：
同实施例1，所不同的是，对应100份FEP浓缩分散液，均苯型聚酰胺酸三烷基铵盐的添加量为0.05份，按评定方法结果同比较例1基本相同，说明添加量不足，抗凝结效果较差。
比较例3：
同实施例1，所不同的是，对应100份FEP浓缩分散液，联苯聚酰胺酸四烷基铵盐的添加量为6份，按评定方法目测到FEP分散液有明显沉淀产生，说明超量的聚酰胺酸盐起到了破乳效果，使分散液中表面活性剂的稳定分散作用遭到破坏，FEP微粒更易凝聚所致。其涂层的FEP膜面呈较大的龟裂状，空隙较大，膜面点粒分布更多，整体涂氟层质量极差。
由本发明的FEP浓缩分散液凝晶化方法，可使FEP胶状微粒在溶液中达到纳米级粒径的稳定扩散，体系成为真溶液。用其在聚酰亚胺薄膜上涂覆，可制得连续性和均匀性很好的FEP膜层，使用价值极高。

Claims (3)

1.一种凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液，其特征在于，所述凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液由如下方法制备得到：向普通聚全氟乙丙烯浓缩分散液中添加聚酰胺酸盐，混合均匀；
其中，所述的聚酰胺酸盐为均苯型聚酰胺酸三烷基铵盐、联苯型聚酰胺酸三烷基铵盐、均苯型聚酰胺酸四烷基铵盐或联苯型聚酰胺酸四烷基铵盐；
其中，对应于100重量份的普通聚全氟乙丙烯浓缩分散液，聚酰胺酸盐的加入量为0.1～5重量份。
2.根据权利要求1所述的凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液，其特征在于，所述的普通聚全氟乙丙烯浓缩分散液为市售的聚全氟乙丙烯浓缩分散液，乳白色或淡黄色浑浊液体，聚全氟乙丙烯固体含量为48～52重量％，表面活性剂含量为5～7重量％。
3.根据权利要求1所述的凝晶化的聚全氟乙丙烯浓缩分散液，其特征在于，混合过程中，控制体系的pH值为7～10。
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