[发明专利]一种含氟含氯导电高分子树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种含氟含氯导电高分子树脂的制备方法，先将可自由基聚合的含氟带磺酰氟液相单体、纯净水、含氟表面活性剂混合搅拌得到预聚体乳液；然后通入气相混合单体和自由基引发剂进行自由基聚合反应，得到含氟含氯带磺酰氟的高分子乳液，最后对含氟含氯带磺酰氟的高分子乳液进行水解，再经凝聚、水洗、干燥后得到含氟含氯导电高分子树脂。通过所述制备方法可以制备得到具有较高的机械强度及防水、透湿、耐油污、耐水洗、阻燃、抗生化武器穿透及高导电性等优秀的物化性能。

技术领域

本发明涉及分子材料技术领域，具体涉及一种含氟含氯导电高分子树脂的制备方法。

背景技术

含氟高分子，尤其是四氟乙烯的均聚、改性、或共聚高分子树脂都具有优异的物理机械性能和化学稳定性，在化工材料、机械电子、航空航天、军工防护、新型材料和新能源等各领域都有着广泛的应用；含氯高分子，如三氟氯乙烯的均聚、改性、或共聚高分子树脂均具有优异的物理机械性能和抗化学穿透性，在化学防护上有重要贡献。含氟导电高分子如杜邦的Nafion树脂，有优异的导电性及化学稳定性，在燃料电池及氯碱电池的应用广泛，但仍存在不少缺点，如导电性能还不够高，其单膜的常温电导率(Conductivity)<0.1(S/cm)；化学穿透性高，无法有效阻隔有毒有害化学品穿透。

膨体聚四氟乙烯制备是采用高结晶度的聚四氟乙烯分散树脂，经双向拉伸膨化获得，具有高度微米或纳米纤维紧密结合的微孔结构，有优良的物理化学性能，机械性能，防水透气性和化学稳定性，从七十年代以来就被用于制造电线电缆绝缘材料、人造血管、密封带、环保过滤以及服装面料等；但其缺点是这些微米或纳米纤维的耐穿刺性不好，抗蠕变性能不佳，且在受张力后这些微米或纳米纤维会继续被拉长拉松，造成膜组织变形，导致功能性下降，严重影响膜整体防护性功能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提出一种含氟含氯导电高分子树脂的制备方法，得到的含氟含氯导电高分子树脂具有较高的机械强度及防水、透湿、耐油污、耐水洗、阻燃、抗生化武器穿透及高导电性等优秀的物化性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含氟含氯导电高分子树脂的制备方法，包括如下步骤：

S1按重量百分比将可自由基聚合的含氟带磺酰氟液相单体1％～20％、纯净水79％～98％、含氟表面活性剂0.01％～1％加入反应釜中进行高速搅拌，得到预聚体乳液；

S2往反应釜内通入四氟乙烯、偏氟乙烯中的一种或两种与三氟氯乙烯的气相混合单体，反应压力为5公斤或以上；然后通入自由基引发剂，反应温度在20-120℃，反应压力在5-25公斤，反应时间为15-180min，得到反应产物含氟含氯带磺酰氟的高分子乳液；所述含氟带磺酰氟液相单体与所述气相混合单体实际参与自由基聚合反应的总重量之比为1：3～3：1；自由基引发剂的通入总重量与含氟带磺酰氟液相单体的重量比为0.01％～3.0％；

S3对含氟含氯带磺酰氟的高分子乳液进行水解，再经凝聚、水洗、干燥后得到含氟含氯导电高分子树脂。

进一步地，步骤S1中，所述含氟带磺酰氟液相单体包括CF₂＝CF-O-R_f-SO₂F、CF₂＝CF-O-R_f1-O-R_f2-SO₂F、CF₂＝CF-CF₂-O-R_f3-SO₂F中一种或几种，其中R_f、R_f1、R_f2是1-6个碳的含氟烷基，R_f3是0-5个碳的含氟烷基。