CN1203099C

CN1203099C - 中压缩比聚四氟乙烯树脂的生产方法

Info

Publication number: CN1203099C
Application number: CN 02113808
Authority: CN
Inventors: 张在利; 何炯; 曾子敏; 张建新
Original assignee: Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2022-06-03
Also published as: CN1463995A

Abstract

该发明公开了一种中压缩比分散聚四氟乙烯树脂的生产方法，该方法包括采用去离子水作聚合介质，全氟率酸和氨水及NaCH或KOH作为分散剂，过硫酸铵作引发剂，Cu²⁺离子水作为活化剂，经配料、聚合反应及后处理从而制得目的物。该发明由于采用复合分散剂，其聚合过程中分散性好，乳化能力强，乳液中PTFE固体含量高且乳液稳定性好，聚合过程中不会发生爆聚性安全事故；初级粒子粒径一般在50纳米左右，产品综合性能优良。因此，本发明具有分散剂筛选和配比及工艺先进，产品质量好；用于推压制管连续、厚簿均匀、光滑平直，用于制无油生料带洁白柔软、厚簿均匀、抗张强度高、伸长率好、出带率99%等特点。

Description

中压缩比聚四氟乙烯树脂的生产方法

技术领域

本发明属于化学工业中一种树脂的生产方法，特别是一种采用中压缩比生产分散聚四氟乙烯(简称PTFE)树脂的方法。该方法生产的树脂尤其适用于生产10～25mm宽无油生料密封带等。

背景技术

常规分散聚四氟乙烯树脂聚合普遍采用氧化——还原体系及单一的分散剂(全氟辛酸铵)，申请人此前亦采用该方法生产聚四氟乙烯(PTFE)分散树脂。采用该聚合方法其乳液比重不高，乳液稳定性差，易因破乳而引发四氟乙烯(TFE)单体爆聚的安全事故，且产品质量不能满足生产较高级无油生料密封带的要求等弊病。

技术方案

本发明的目的是研究设计一种中压缩比聚四氟乙烯树脂的生产方法，以达到提高聚合所得浮液比重、提高乳液的稳定性，防止因爆聚而发生安全事故，提高PTFE分散树脂的性能和质量等目的。

本发明的解决方案：四氟乙烯分散聚合所得水乳液是暂时的稳定体系，乳液比重越高，四氟乳液的树脂越易折出，且易因破乳而发生爆聚事故；而四氟乳液比重的高低又直接影响乳液初级粒子的大小、形状和树脂分子量的大小，亦即影响着树脂的性能。因而，在提高乳液比重的同时提高乳液体系的稳定性就成为提高树脂质量的关键。因此，本发明工艺方法包括：

A、向反应釜中按比例加入聚合用介质去离子水，引发剂过硫酸铵，主分散剂全氟辛酸、助分散剂氨水和NaOH或KOH，活化剂Cu²⁺离子水后，启动搅拌器并将釜内真空度抽至-0.09～-0.095Mpa，再充填四氟乙烯单体将釜内压力上升至不超0.05Mpa的正压，取样分析并使其含氧量≤50ppm；加入釜内各成份的比例，以去离子水的加入量为基准按重份计，当去离子水为100份时，过硫酸铵为2.5～4.0×10^-3份，全氟辛酸8～12×10^-2份，NaOH或KOH：4～7×10^-2份，重量百分比浓度为0.1％的Cu²⁺离子水1～3×10^-2份；

B、聚合反应：将反应釜内物料升温至45～60℃后，陆续向釜内充入气相四氟乙烯单体至釜内压力达到2.8±0.8Mpa止；保压反应或在釜内压力每下降0.1～0.8Mpa时则向釜内补充四氟乙烯单体至压力回升到额定值(即聚合反应压力设定上限值)，同时在反应过程中强制移出反应热以使釜内反应温度保持在40～120℃范围内；当充入釜内的四氟乙烯单体总量达45～55份后停止充入，至反应结束；

C、反应结束后，开启阀门将未反应的四氟乙烯单体抽入回收罐，即得聚合乳液，该乳液再经常规方法凝聚、洗涤、干燥处理即得目的物聚四氟乙烯分散树脂。

上述去离子水其电阻率为80～120万欧姆——厘米，色度2～3级。所述强制移出反应热是指当反应温度达到70℃时，通过冷却水经反应釜夹套循环冷却以使反应温度保持在要求范围内。所述反应温度保持在40～120℃范围内，其最佳温度范围为55～85℃。而所述启动搅拌器，当搅拌器为锚式搅拌器时，其搅拌速度为60～100转/分。

本发明由于采用复合分散剂且配方筛选合理，因而在聚合过程中分散性好，乳化能力强，聚合乳液稳定、乳液中PTFE固体含量高，比重大，初级粒子粒径一般在50纳米左右，产品综合性能优良；聚合过程中不会发生爆聚性安全事故。因而，本发明具有分散剂筛选和配比及工艺先进，产品与无机填料和有机溶剂配伍性能优良，质量好；其用于推压制管连续、厚簿均匀、光滑平直，用于制无油生料密封带洁白柔软、厚簿均匀、抗张强度高、伸长率好，出带率99％等特点。

实施例

本实施例采用250L带锚式搅拌器和夹套的反应釜。具体实施方法：

A、向反应釜内加入去离子水180L，引发剂过硫酸铵6g，主分散剂全氟辛酸150g，助分散剂百分比浓度为28％的氨水100ml、KOH10g，活化剂重量百分比浓度为0.1％的Cu²⁺离子水25ml后，启动搅拌器并将釜内真空度抽至-0.093Mpa，然后再向釜内充填四氟乙烯单体至釜内压力回升到0.04Mpa，抽样分析釜内微氧含量，当氧含量≤50ppm时合格(否则重抽真空处理)；搅拌速度75～80转/分，上述各成份：四氟乙烯单体纯度≥99.99％，其余成份均为分析纯；

B、当釜内含氧量合格后升温至釜内温度达55℃时，连续向釜内注入气相四氟乙烯单体(TFE)至釜内反应压力达到2.8Mpa，聚合反应中当釜内温度升至70℃时，向反应釜夹套内注入循环冷却水，以移出反应热并控制釜内温度不超过85℃；在反应过程中，当釜内压力下降至2.6Mpa时，向釜内补加TFE气相单体至釜压2.8Mpa，反复循环至充入的TFE单体总量达97kg，当反应釜内气相温度与液相温度之差Δt≥2℃时终止反应；

C、反应结束后，开启阀门将未反应的TFE单体抽入回收罐并使釜内压力恢复到常压后，由出料孔将聚合乳液放入搅拌机内，得PTFE树脂含量23％(wt)的聚合乳液，该乳液经按常规工艺凝聚、洗涤、干燥处理，即得78kg聚四氟乙烯分散树脂。

所得分散树脂可用于加工宽度为10～25mm、厚50～80μm的无油生料密封带等。

Claims

1、一种中压缩比聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于该方法包括：

A、向反应釜中按比例加入聚合用介质去离子水，引发剂过硫酸铵，主分散剂全氟辛酸、助分散剂氨水和NaOH或KOH，活化剂Cu²⁺离子水后，启动搅拌器并将釜内真空度抽至-0.09～-0.095Mpa，再充填四氟乙烯单体将釜内压力上升至不超0.05Mpa的正压，取样分析并使其含氧量≤50ppm；加入釜内各成份的比例，以去离子水的加入量为基准按重份计，当去离子水为100份时，过硫酸铵为2.5～4.0×10^-3份，全氟辛酸8～12×10^-2份，NaOH或KOH：4～7×10^-2份，浓度为0.1％的Cu²⁺离子水1～3×10^-2份，而去离子水的电阻率为80～120万欧姆——厘米，色度2～3级。

B、聚合反应：将反应釜内物料升温至45～60℃后，陆续向釜内充入气相四氟乙烯单体至釜内压力达到2.8±0.8Mpa止；保压反应或在釜内压力每下降0.1～0.8Mpa时则向釜内补充四氟乙烯单体至压力回升到额定值，同时在反应过程中强制移出反应热以使釜内反应温度保持在40～120℃范围内；当充入釜内的四氟乙烯单体总量达45～55份后停止充入，至反应结束；

C、反应结束后，开启阀门将未反应的四氟乙烯单体抽入回收罐后，即得聚合乳液，该乳液再经常规方法凝聚、洗涤、干燥处理即得目的物聚四氟乙烯分散树脂。

2、按权利要求1所述聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于所述强制移出反应热是指当反应温度达到70℃时通过冷却水经反应釜夹套循环冷却以使反应温度保持在要求范围内。

3、按权利要求1所述聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于所述反应温度保持在40～120℃范围内，其最佳温度范围为55～85℃。

4、按权利要求1所述聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于所述启动搅拌器，当搅拌器为锚式搅拌器时，其搅拌速度为60～100转/分。

5、按权利要求1所述聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于所述充入四氟乙烯单体的纯度≥99.99％。