[发明专利]大型模压薄板悬浮PTFE树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及悬浮PTFE树脂的制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯树脂有优良的综合性能，它的耐高温、低温，耐腐蚀， 低摩擦系数，不粘性，耐气候老化等物理机械性能比其它工程塑料及 其它含氟树脂都表现十分全面和特别优秀。因此聚四氟乙烯树脂产 量、耗量一直处于增长不衰的态势，广泛应用航空、航天、铁路、公 路建设、机械制造、化工、电子、电器、食品、仪器仪表、医药、医 疗等各行各业，是发展国民经济的建设发挥重要作用的重要材料。

聚四氟乙烯树脂中悬浮树脂是目前最主要的品种之一，目前国内 绝大部分聚四氟乙烯悬浮树脂都是通用型模压树脂，属中低档次的树 脂产品。国外情况，以日本大金为例，悬浮树脂有M-12为电器薄膜 专用料，M-14、M-18、M-18F等都属于专用料。

现有技术一般是采用过硫酸铵热分解引发体系或过硫酸铵-亚硫 酸氢钠、硫酸亚铁催化的氧化-还原体系制备通用型的聚四氟乙烯悬 浮粉料。随着聚四氟乙烯悬浮树脂用途的拓宽和制品加工技术的进 步，通用型聚四氟乙烯悬浮树脂的内在质量和制品加工性能不相匹 配，因此对悬浮聚四氟乙烯树脂的质量和加工性能专业化。以日本大 金模压用悬浮树脂M-12、M-18、M-18F等都属于专用型树脂。国内 专用悬浮聚四氟乙烯大部分处于研发阶段，聚四氟乙烯悬浮专用树脂 国内的需求都要依靠进口。

悬浮聚合反应，不管是过硫酸铵热分解聚合体系或过硫酸铵-亚 硫酸氢钠氧化还原体系，它的酸值在聚合过程中，都是随着聚合反应 的进行而不断变化，在反应中后期自动加速效应十分显著。

发明内容

本发明的目的在于针对上述不足提供一种制备悬浮PTFE树脂的 方法。

本发明悬浮PTFE树脂的制备方法，其是将四氟乙烯在引发体系 中聚合，将聚合产物用水处理后研磨、干燥并粉碎即得，所述引发体 系中还添加适量的酸值稳定剂，以稳定聚合反应过程中引发体系的酸 值。

上述引发体系可以是：1)过硫酸铵-亚硫酸氢钠、Fe²⁺催化聚合 引发体系；2)过硫酸铵热分解引发体系；3)过硫酸铵-亚硫酸氢 钠引发体系。4)过氧化琥珀酸热引发体系；5)高锰酸钾-草酸催化； 6)过硫酸铵-盐酸催化引发体系。

上述酸值稳定剂可以是：磷酸氢二钠试剂、磷酸二氢钠、磷酸二 氢钠+磷酸氢二钠复合试剂、磷酸二氢钠+氢氧化钠复合试剂。

优选采用的引发体系为过硫酸铵-亚硫酸氢钠、Fe²⁺催化聚合引发 体系，所述酸值稳定剂为磷酸氢二钠试剂。

具体而言，在聚合反应可按照如下步骤进行：聚合反应压力为 0.6Mpa±0.02Mpa，聚合反应起始温度15℃±1℃，终止反应温度 35℃±1℃，反应介质为水，聚合物/水介质为1∶3～8。

在聚合反应时可以加入适当的改性单体，所述改性单体可以是六 氟丙烯、全氟醚类单体。

当以全氟丙基乙烯基醚为改性单体时，聚四氟乙烯/全氟丙基乙 烯基醚重量比为3500∶0.5～3.5；当以含过硫酸铵的引发体系为引发 体系时过硫酸铵与磷酸氢二钠的重量比为1∶50～150。

在本发明中，引发体系在反应中各组分添加的量除酸值稳定剂外 与常规方法相同。根据资料报道，四氟乙烯悬浮聚合制备PTFE悬浮 树脂聚合体系，主要有过硫酸铵-亚硫酸钠氧化还原聚合体系、过硫 酸铵热分解聚合体系，也有过氧化琥珀酸类和高锰酸钾-草酸聚合体 系等的研究。

本发明聚合过程加入改性单体，它的量是PPm级。改性单体可 以是六氟丙烯、全氟醚类单体。具体而言，加入全氟丙基乙烯基醚， 它的加入可降低摩檫系数和磨耗。进一步将上述聚合产物经水处理得 到密度均一、硬度一致的聚合体，再经捣碎、研磨、烘干、粉碎得到 40～50μm的悬浮PTFE树脂。

上述水处理方法是：将聚合物中加入聚合物的2～3倍去离子水， 在搅拌条件下，在90±5℃下处理0.5小时。反应得到PTFE悬浮聚 合物的后处理与传统后处理区别特征在于，聚合物先经过热水介质的 处理，在聚合物中加入2～3倍去离子水，在搅拌条件下，从室温加热 到90±5℃，并在这温度下处理0.5小时，使聚合物端基充分水解和 聚合物颗粒密度要均一，硬度一致，冷却后再进行树脂捣粹、研磨、 烘干和粉粹。