[发明专利]一种用于处理含氟聚合物不稳定端基的装置及处理工艺

说明书

本发明涉及一种用于处理含氟聚合物不稳定端基的装置，包括依次连接的制氟电解槽、氟化氢冷冻脱除器、氟气收集罐、隔膜压缩机、氟氮混合气高压贮罐、高压反应罐；其中，所述高压反应罐的出气口还与氟气收集罐的另一出气口管道连接。所述工艺具体为：(1)氟气的精制与收集；(2)氟氮混合气的配制和加压；(3)含氟聚合物不稳定端基的氟化处理。所述氟化处理装置及工艺不仅可针对不同含氟聚合物(如聚四氟乙烯PTFE、聚全氟乙丙烯FEP、四氟乙烯和全氟正丙基乙烯基醚共聚物PFA)进行氟化处理，适用性非常广，而且氟化处理效果好，适合在氟化工行业大力推广。

技术领域

本发明涉及一种用于处理含氟聚合物不稳定端基的装置及处理工艺，属于氟化学技术领域。

背景技术

在含氟聚合物的均聚和共聚合过程中，由于使用无机过氧化物(如过硫酸钾K₂S₂O₈、过硫酸铵(NH₄)₂S₂O₈)引发剂在链引发和终止阶段能产生大量的羧酸端基，或含氟聚合物分子链中自身带有的乙烯基键，被氧化成羧酸根，造成含氟聚合物分子链带有羧酸根等不稳定端基。过氧化物引发剂导致产生氟酰基-COF，它在水中不稳定，分解后生成-COOH和氢氟酸。在含氟聚合物加工温度下，-COOH分解成CO₂和-CF＝CF-，后者又能被氧化成-COOH，产生带有腐蚀性的气体，在加工过程中产生气泡残留于产品中，极大的影响了含氟聚合物的性能、外观和使用，在工业化生产中带来巨大的经济损失。

目前被提及的含氟聚合物不稳定端基处理的方法有湿热法、双螺杆机剪切挤出法、氟气直接氟化法等。湿热法、双螺杆机剪切挤出法在工业化生产过程的应用很不理想；而氟气直接氟化法，由于在处理过程中使用到化学活性高、毒性极强的氟单质，安全风险极大，为了在氟气使用过程中能够更有效的控制安全生产，通常会针对原料采取相适应的工艺和设备。但由于目前市场上氟化工产品种类多，需求不稳定，这种单一原料固定生产工艺及设备导致企业设备投资大，生产成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于处理含氟聚合物不稳定端基的装置，其不仅可针对不同含氟聚合物(如聚四氟乙烯PTFE、聚全氟乙丙烯FEP、四氟乙烯和全氟正丙基乙烯基醚共聚物PFA)进行氟化处理，适用性非常广，而且氟化处理效果好，适合在氟化工行业大力推广。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于处理含氟聚合物不稳定端基的装置，包括依次连接的制氟电解槽、氟化氢冷冻脱除器、氟气收集罐、隔膜压缩机、氟氮混合气高压贮罐、高压反应罐；

其中，所述高压反应罐的出气口还与氟气收集罐的另一出气口管道连接；

其中，为了使处理工艺环保和安全，在所述高压反应罐的出气口处还连接碱洗塔，用于将未反应完全的氟氮混合器洗涤后放空；在高压反应罐与碱洗塔之间还有真空缓冲罐及与真空缓冲罐连接的真空泵。

本发明所述的氟化处理装置中，所述氟气收集罐顶部和底部各设一取样口，用于气相色谱仪对氟气收集罐内的氟氮混合气进行取样分析。所述氟气收集罐和氟氮混合气高压贮罐的材质为不锈钢、铝、铝镁合金、蒙乃尔、哈氏合金中的一种。

本发明所述的氟化处理装置中，所述隔膜压缩机可选择常规隔膜压缩机，但为了确保隔膜压缩机使用过程的安全性，我们使用五氟化锑、全氟油、全氟醚油等惰性物质替换常规的压缩机油，并将隔膜压缩机膜片的数量增加至2～3片，以防止隔膜压缩机膜片损坏造成的安全风险；所述隔膜压缩机的膜片材质选用蒙乃尔合金、哈氏合金、英格耐尔、不锈钢中的一种。