[发明专利]一种含氟笼型倍半硅氧烷改性聚三氟氯乙烯树脂

说明书

本发明公开了一种改性聚三氟氯乙烯树脂，其由结构式(I)所示的化合物作为改性单体制备得到。本发明还提供了以悬浮聚合制备改性聚三氟氯乙烯树脂的方法。本发明制备得到的改性聚三氟氯乙烯树脂具有良好的热稳定性，能够解决PCTFE加工中成型温度范围狭窄、易分解的缺陷。

技术领域

本发明属于含氟高分子材料领域，涉及一种改性聚三氟氯乙烯树脂，尤其是涉及一种具有高热稳定性的改性聚三氟氯乙烯树脂。

背景技术

聚三氟氯乙烯(PCTFE)是最早开发为工业化生产的热塑性氟塑料，由三氟氯乙烯(CTFE)为原料聚合而成，具有优良的化学稳定性、绝缘性和耐候性，可在-196～125℃下长期使用，机械强度和硬度优于聚四氟乙烯，制成的薄膜则有较好的透明度和极佳的水汽阻隔性，已作为封装膜广泛地应用于场致发光电子元件、电气组件、电子组件、医疗材料和药剂等领域。

与一般热塑性聚合物相比，PCTFE热传递效率慢，虽然其熔融温度为210-215℃，但在230℃时其熔融黏度仍较高，因此，需要在较高的温度下，PCTFE才能获得足够的流动性，以进行成型加工。但同时，PCTFE的成型温度范围非常狭窄，其成型加工温度仅为250-320℃，而PCTFE在300℃就出现热分解现象，这使得PCTFE的加工困难，制品性能受到影响。

为改善PCTFE的热稳定性，现有技术作出了如下努力：

(1)美国专利US2751376和US3045000报道了采用臭氧火热氯气对PCTFE进行处理，以改善PCTFE的热稳定性；

(2)中国专利CN102020737报道了采用氟化钴对PCTFE进行处理，得到耐高温降解PCTFE树脂；

(3)中国专利CN103172773报道了采用F₂/N₂混合气对PCTFE进行处理，得到耐高温降解PCTFE树脂。

上述改善PCTFE的热稳定性的方法，均为在PCTFE树脂合成完成后进行改性，不仅需要增加新的设备投入，还会引入新的杂质，进而提高PCTFE树脂的工业化难度。

因此，需要对具有较高热稳定性的PCTFE树脂作进一步的技术改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性聚三氟氯乙烯树脂，具有良好的热稳定性，能够解决PCTFE加工中成型温度范围狭窄、易分解的缺陷。

本发明通过将含氟笼型倍半硅氧烷结构单元引入PCTFE主链来实现发明目的。

本发明提供一种具有高热稳定性的含氟笼型倍半硅氧烷改性聚三氟氯乙烯树脂，用于制备所述改性聚三氟氯乙烯树脂的单体包括三氟氯乙烯和结构式(I)所示的化合物，

其中：R选自-CH₂CH₂CF₃，Rf选自-R₁-O-CF＝CF₂，R₁选自C1～C6的烷基。

本发明使用的结构式(I)所示的化合物，可简写为“POSS”，是一种有机-无机杂化分子，由硅、氧元素组成的笼型中心赋予POSS很强的刚性和热稳定性，有机R基团则帮助POSS获得化学反应活性。通过将POSS作为聚合单体，使三氟乙烯基醚基团的笼型倍半硅氧烷与三氟氯乙烯进行共聚，使聚三氟氯乙烯树脂链段中含有笼型倍半硅氧烷结构，从而起到提高聚三氟氯乙烯热稳定性的作用，使得改性后的聚三氟氯乙烯易于加工成型。

本发明使用的结构式(I)所示的化合物，其取代基Rf选自-R₁-O-CF＝CF₂，R₁选自C1～C6的烷基。