[发明专利]高强度聚三氟氯乙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度聚三氟氯乙烯的制备方法，属于氟单体聚合技术领域。

背景技术

聚三氟氯乙烯是一种性能优异的氟材料，其具有优异的隔氧性能，所以通常用作医药的包装膜。另外聚三氟乙烯用作制冷设备零件、阀(阀座、阀杆、密封)、密封材料(盖、O形圈、V形圈、特殊结构密封)、压缩机和泵的零件、食品和药物包装膜、衬垫、轴承与普通异形件等。这些应用领域均要求聚三氟氯乙烯具有高强度的机械性能。

而目前美国专利US2613202、US2689241、US5453477等文献是在氧化还原引发体系中聚合，很难制备出高分子量的聚三氟氯乙烯，从而很难制备出高机械强度聚三氟氯乙烯。

发明内容

本发明的目的是通过采用新型的聚合体系和新型的低温引发剂，制备出具有较高的分子量和高机械强度聚三氟氯乙烯。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高强度聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于：采用CTFE为单体，以去离子水和1,1-二氢-全氟-1-庚醇(C6F13-CH2OH)为介质，在2,2-二氢-全氟庚酸铵(C5F11CH2COONH4)的存在下，以1，1-二氯-全氟双丁基过氧化物(CF3CF2CF2CCl2OOCCl2CF2CF2CF3)为引发剂进行三氟氯乙烯的聚合，聚合温度为-10～-5℃；其中CTFE的投料量为混合介质的重量的30～35％，去离子水和1,1-二氢-全氟-1-庚醇的重量比为1～1.5：1，所述1，1-二氯-全氟双丁基过氧化物引发剂的用量为CTFE重量的0.05～0.1％，2,2-二氢-全氟庚酸铵的用量一般为CTFE重量的0.01～0.1％。所述聚合反应压力为0.1～0.5MPa。

本发明的优点及效果：

1.使用去离子水和1,1-二氢-全氟-1-庚醇(C6F13-CH2OH)作为聚合介质，有利于低温引发剂溶解于聚合体系，有利于聚合温度的控制，聚合釜温度的变化可以控制在±1℃之内。

2.使用1，1-二氯-全氟双丁基过氧化物(CF3CF2CF2CCl2OOCCl2CF2CF2CF3)低温引发剂进行的聚合，可以获得高分量的聚三氟氯乙烯。

3.添加2,2-二氢-全氟庚酸铵(C5F11CH2COONH4)表面活性剂，可以显著提高聚合的稳定性。

4.通过上述措施的实施，可以获得聚三氟氯乙烯的拉伸强度达到40Mpa以上，断裂伸长率可以达到150％以上。

具体实施方式

实施例1

在5升立式SUS316L不锈钢聚合反应釜中，加入2公斤去离子水、2公斤1,1-二氢-全氟-1-庚醇、0.6克2,2-二氢-全氟庚酸铵、1.2克1，1-二氯-全氟双丁基过氧化物，控制搅拌速度为250转/分钟，经过脱氧处理后，控制聚合釜内温-10℃，连续通入三氟氯乙烯气体，使釜内压力为0.2MPa。当累计1.2公斤三氟氯乙烯单体加入聚合釜内时，停止三氟氯乙烯的投料，1小时后结束反应。总聚合时间12小时。回收釜内残余三氟氯乙烯气体，将釜压降至常压，放出聚合好的聚三氟氯乙烯进行充分洗涤、干燥，得到成品。

测试结果显示该聚三氟氯乙烯拉伸强度为42Mpa，断裂伸长率为151％。

实施例2

在5升立式SUS316L不锈钢聚合反应釜中，加入3公斤去离子水、2公斤1,1-二氢-全氟-1-庚醇、0.15克2,2-二氢-全氟庚酸铵、0.75克1，1-二氯-全氟双丁基过氧化物，控制搅拌速度为250转/分钟，经过脱氧处理后，控制聚合釜内温-5℃，连续通入三氟氯乙烯气体，使釜内压力为0.24MPa。当累计1.57公斤三氟氯乙烯单体加入聚合釜内时，停止三氟氯乙烯的投料，1小时后结束反应。总聚合时间12小时。回收釜内残余三氟氯乙烯气体，将釜压降至常压，放出聚合好的聚三氟氯乙烯进行充分洗涤、干燥，得到成品。

测试结果显示该聚三氟氯乙烯拉伸强度为45Mpa，断裂伸长率为160％。

实施例3

在5升立式SUS316L不锈钢聚合反应釜中，加入2.5公斤去离子水、2公斤1,1-二氢-全氟-1-庚醇、1.57克2,2-二氢-全氟庚酸铵、1.18克1，1-二氯-全氟双丁基过氧化物，控制搅拌速度为250转/分钟，经过脱氧处理后，控制聚合釜内温-7℃，连续通入三氟氯乙烯气体，使釜内压力为0.224MPa。当累计1.57公斤三氟氯乙烯单体加入聚合釜内时，停止三氟氯乙烯的投料，1小时后结束反应。总聚合时间12小时。回收釜内残余三氟氯乙烯气体，将釜压降至常压，放出聚合好的聚三氟氯乙烯进行充分洗涤、干燥，得到成品。