CN104530265B - 一种含氟聚合物粉末及其制备方法 - Google Patents

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一种含氟聚合物粉末及其制备方法，1)向含氟乳液中加入1‑15℃去离子水，调节乳液比重1.05‑1.15；2)对所述含氟乳液在1000‑3000转/分的条件下进行搅拌，边搅拌边加入凝聚剂，搅拌5‑30min，停止搅拌后得到破乳析出的含氟聚合物；3)用1‑30℃去离子水洗涤所述破乳析出的含氟聚合物，直到洗涤水的电导率≤10us/cm，干燥后即得含氟聚合物粉末。采用本发明技术方案凝聚后破乳析出的含氟聚合物的平均粒径为350‑700μm，经洗涤干燥后水分含量低，呈粉末状，有利于后处理过程的洗涤和干燥；采用本发明技术方案可减少洗涤用水量，缩短干燥时间，提高了设备的生产能力，有利于工业化生产。

Description

一种含氟聚合物粉末及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及含氟聚合物粉末及其制备方法。
背景技术
含氟聚合物具有卓越的机械强度、耐冲击、耐辐射性、耐水和耐化学品、耐候等性能，并且具有压电系数大、折光率低、频率响应宽的特点。其突出特点是具有良好的化学稳定性。
含氟聚合物的制备方法主要包括乳液聚合、悬浮聚合等。乳液聚合所形成的乳液须经过凝聚、洗涤、干燥后才可以进一步加工。凝聚主要有物理和化学两种方法，物理凝聚如冷冻、搅拌等，化学凝聚如盐析等。
目前含氟聚合物所采用的凝聚方法主要是盐析，向含氟乳液中加入电解质，电解质的离子在乳液中发生强烈的水化作用即争水作用，使乳液中的自由水分子减少，对油珠产生脱水作用，从而破坏了乳液油珠的水化层，中和了油珠的电性，破坏了它的双电层结构，因而油珠失去了稳定性，产生凝聚现象，含氟聚合物从乳液中析出，从而达到破乳效果。由于凝聚析出的含氟弹性体容易结块，聚合过程残留的各种助剂及凝聚过程中加入的电解质包裹在块状聚合物中，不利于后续的洗涤和干燥。
发明内容
针对现有技术中含氟聚合物的采用直接盐析的聚合方法存容易结块、不利于后续洗涤等缺陷，本发明提供一种含氟聚合物粉末的制备方法，本方法处理的含氟聚合物呈粉末状，有利于后处理过程的洗涤和干燥。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
1)向含氟乳液中加入1-15℃去离子水，调节乳液比重1.05-1.15；
2)对所述含氟乳液在1000-3000转/分的条件下进行搅拌，边搅拌边加入凝聚剂，搅拌5-30min，停止搅拌后得到破乳析出的含氟聚合物；
3)用1-30℃去离子水洗涤所述破乳析出的含氟聚合物，直到洗涤水的电导率≤10us/cm，干燥后即得含氟聚合物粉末。
本发明中，使用1-15℃的低温水调节乳液的比重的原因是，低温水更有利于乳液的破乳。
本发明中，调节乳液比重的目的为稀释乳液，让破乳的乳液流动性更好。
本发明采用边搅拌边加凝聚剂的方式对乳液进行凝聚，这样可使凝聚剂更充分地与乳液接触，加快破乳速度。
本发明中，所述含氟乳液由偏氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯中的的一种或多种单体采用乳液聚合的方式制得。
本发明中，所述含氟乳液优选偏氟乙烯与三氟氯乙烯、偏氟乙烯与六氟丙烯、偏氟乙烯与四氟乙烯聚合所得的乳液
本发明中，所述凝聚剂为氯化镁。
本发明中，所述氯化镁的添加量为含氟乳液固含量的1％～10％。
本发明中，所述氯化镁的添加量优选为含氟乳液固含量的5-9％。
本发明中，所述干燥的条件为：50-100℃的温度下干燥10-15h。
本发明中，所述含氟聚合物粉末的制备方法优选方案如下：
1)向含氟乳液中加入5-10℃去离子水，调节乳液比重为1.05-1.1；
2)对上述含氟乳液在1800-2200转/分的条件下进行搅拌，边搅拌边加入凝聚剂氯化镁，加入量为含氟乳液固含量的5％-9％，搅拌5-30min，停止搅拌后得到破乳析出的含氟聚合物；
3)用10℃-30℃去离子水洗涤所述破乳析出的含氟聚合物，每次洗涤使用的去离子水的量为含氟乳液体积的1.5-2倍，于50-80℃真空烘箱中干燥1-15h后即得含氟聚合物粉末。
采用本发明技术方案方法简单，易于控制，操作过程中可减少洗涤用水量，缩短干燥时间，从而大大提高了设备的生产能力，有利于工业化生产。
本发明的另一目的是保护运用本方法制备的含氟聚合物粉末，其粒径为350-700μm，含水量为0.4％-0.5％。
采用本发明技术方案凝聚后破乳析出的含氟聚合物的平均粒径中，经洗涤干燥后呈粉末状，不易结块，有利于后处理过程的洗涤和干燥。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。
以下实施例中使用的含氟乳液，是由偏氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯的一种或多种单体采用乳液聚合共聚制得的含氟乳液。
实施例1含氟聚合物粉末的制备方法
1、向含氟乳液中加入10℃去离子水，调节乳液比重为1.1，所述含氟乳液由偏氟乙烯与三氟氯乙烯1:1(摩尔比)采用乳液聚合而得，固含量为30％；
2、将调节比重后的含氟乳液在2000转/分的条件下进行搅拌，搅拌过程中加入200g氯化镁，搅拌20min，停止搅拌后得到破乳析出的含氟聚合物；
3、用10℃去离子水洗涤所述破乳析出的含氟聚合物(破乳析出的含氟涂料的平均粒径为350μm)，反复洗涤4次，每次洗涤使用的去离子水的量为含氟乳液体积的2倍，每次洗涤时间为3min，最后一次洗涤后水的电导率为9us/cm，于70℃真空烘箱中干燥12h后即得含氟聚合物粉末。
实施例2含氟聚合物粉末的制备方法
1、向含氟乳液中加入1℃去离子水，调节乳液比重为1.05，所述含氟乳液由偏氟乙烯与六氟丙烯按1:4(摩尔比)采用乳液聚合而得，固含量为27％；
2、将调节比重后的含氟乳液在1000转/分的条件下进行搅拌，搅拌过程中加入300g氯化镁，搅拌5min，停止搅拌得到破乳析出的含氟聚合物；
3、用1℃去离子水洗涤所述破乳析出的含氟聚合物(破乳析出的含氟聚合物的平均粒径为700μm)，反复洗涤8次，每次洗涤使用的去离子水的量为含氟乳液体积的2倍，每次洗涤时间约为10min，最后一次洗涤后水的电导率低于10us/cm，于100℃真空烘箱中干燥15h后即得含氟聚合物粉末。
实施例3含氟聚合物粉末的制备方法
1、向含氟乳液中加入15℃去离子水，调节乳液比重为1.15，所述含氟乳液由偏氟乙烯与四氟乙烯按3:1(摩尔比)采用乳液聚合而得，固含量为30％，；
2、将调节比重后的含氟乳液在3000转/分的条件下进行搅拌，搅拌过程中加入900g凝聚剂氯化镁，搅拌30min，停止搅拌得到破乳析出的含氟聚合物；
3、用30℃去离子水洗涤破乳析出的含氟聚合物(破乳析出的含氟聚合物的平均粒径为600μm)，反复洗涤6次，每次洗涤使用的去离子水的量为含氟乳液体积的1.5倍，每次洗涤时间约为4min，最后一次洗涤后水的电导率低于10us/cm，于50℃真空烘箱中干燥10h后即得含氟聚合物粉末。
对比例1
1、向含氟乳液中加入常温去离子水，调节乳液比重为1.1，
2、搅拌转速控制在2000转/分，加入凝聚剂氯化镁，加入量为600g，搅拌20min，停止搅拌后得到破乳析出的含氟聚合物；
3、用常温去离子水洗涤破乳析出的含氟涂料(破乳析出的含氟涂料的平均粒径为2100μm)，反复洗涤数次，每次洗涤使用的去离子水的量为含氟乳液体积的2倍，每次洗涤时间约为3min，洗涤后于70℃真空烘箱中干燥12h，即得含氟聚合物粉末。
将实施例制备的含氟聚合物粉末与对比例相比较，实验数据统计结果如表1所示。
表1 实施例和对比例1中制备的含氟聚合物粉末比较结果
从表1结果可以看出，用低温的去离子水凝聚所得聚合物的平均粒径要比用常温水小得多，粒径越小，更有利于后续的洗涤的；其含水量要远远低于用常温水凝聚的含水量，含水量越低，越有利于产品的后续应用加工，可减少产品的次品率。洗涤时，用去离子水洗涤4次，洗涤水电导率检测结果即达到合格标准，而用常温水洗涤7次仍未合格，洗涤水用量多了一半以上，干燥后水含量较高。通过凝聚后物料的平均粒径，洗涤用水量和干燥后水含量比较，本方法减少了洗涤用水量，缩短干燥时间，从而大大提高了设备的生产能力，有利于工业化生产。
总之，用本方法制得的含氟聚合物粉末，一方面，具有较小的粒径，较低的含水量。另一方面在制备的过程中省时省力省水，可降低生产成本。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种含氟聚合物粉末的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
1)向含氟乳液中加入1-15℃的去离子水，调节乳液比重1.05-1.15；
2)将所述含氟乳液在1000-3000转/分的条件下进行搅拌，搅拌过程中加入凝聚剂，搅拌5-30min，停止搅拌后得到破乳析出的含氟聚合物；
3)用1-30℃的去离子水洗涤所述含氟聚合物，直到洗涤水的电导率≤10us/cm，干燥后即得含氟聚合物粉末；
所述含氟乳液选自偏氟乙烯与三氟氯乙烯、偏氟乙烯与六氟丙烯、偏氟乙烯与四氟乙烯聚合所得的乳液；
所述凝聚剂为氯化镁；
所述氯化镁的添加量为含氟乳液固含量的1％～10％。
2.根据权利要求1所述的含氟聚合物粉末的制备方法，其特征在于，所述氯化镁的添加量为含氟乳液固含量的5-9％。
3.根据权利要求1或2所述的含氟聚合物粉末的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)向含氟乳液中加入5-10℃去离子水，调节乳液比重为1.05-1.1；
2)对上述含氟乳液在1800-2200转/分的条件下进行搅拌，搅拌过程中加入凝聚剂氯化镁，加入量为含氟乳液固含量的5％-9％，搅拌5-30min，停止搅拌后得到破乳析出的含氟聚合物；
3)用10℃-30℃去离子水洗涤所述破乳析出的含氟聚合物，每次洗涤使用的去离子水的量为含氟乳液体积的1.5-2倍，于50-80℃真空烘箱中干燥1-15h后即得含氟聚合物粉末。
4.权利要求1-3任一项所述方法制得的含氟聚合物粉末。
5.根据权利要求4所述的含氟聚合物粉末，其特征在于，所述含氟聚合物粉末的粒径为350-700μm。
6.根据权利要求5所述的含氟聚合物粉末，其特征在于，所述含氟聚合物粉末的含水量为0.4％-0.5％。
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