[发明专利]聚偏氟乙烯树脂制备方法和反应设备

说明书

公开了聚偏氟乙烯树脂制备方法和反应设备。所述方法包括向反应容器中加入反应介质、分散剂和链转移剂，脱气，引入引发剂和引入偏氟乙烯单体进行聚合反应的步骤；其特征在于在反应过程中对气相和液相同时进行搅拌。所述反应容器包括用于搅拌液相的搅拌器、用于搅拌气相的搅拌器和与反应容器流体相连的引发剂加料管路，所述引发剂加料管路的出料口位于反应介质的液面之下。

技术领域

本发明涉及一种采用超临界悬浮聚合制备聚偏氟乙烯树脂的方法，该方法可有利地减少粘釜现象，提高制造效率，降低成本。本发明还涉及特别用于本发明方法的反应设备。

背景技术

聚偏氟乙烯(PVDF)树脂主要是指偏氟乙烯(VDF)均聚物或者偏氟乙烯与其它少量含氟乙烯基单体的共聚物。聚偏氟乙烯树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性和耐射线辐射性能外，它还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品。

PVDF有多种聚合方式，如乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合等。鉴于悬浮法制备的PVDF具有性能较好，且成本较低，不使用含氟类的乳化剂，比较环保等优点，因而这种制备方法是一种较好的PVDF制造技术。在PVDF悬浮聚合中，VDF单体在搅拌和分散剂共同作用下，以液滴形式悬浮在分散介质(例如去离子水)中，使用油溶性引发剂，使该引发剂进入单体液滴，引发聚合反应，聚合产物PVDF树脂以50～150μm的固体粒子形式沉析出来。

通常来讲，由于悬浮聚合制备PVDF的操作压力要高于VDF的临界压力，操作温度要高于VDF的临界温度，因而悬浮聚合制备PVDF是一种超临界聚合方式。由于超临界聚合中超临界相不同于气相与液相，其物化性质介于气体与液体之间。由于超临界悬浮聚合的聚合压力较高，且聚合体系中含有气液固三相，因此容易在气相形成自聚物，这种自聚物的性能与成品的性能相差很大，严重影响聚合过程的传热以及产品的质量。另外，自聚物会发生沉积，它们以粘性膜的形式沉积在反应器的内表面上，这种现象称为“粘釜”。粘釜会降低反应釜的传热效率，增加反应设备的大修频率，提高运营成本。

为减少粘釜现象，美国专利US 5145921公开了一种制备聚偏氟乙烯树脂的方法，它包括将去离子水、羟乙基甲基纤维素(HEMC)分散剂溶液加入带有涡轮搅拌器和夹套的反应容器中，搅拌、脱气、加入引发剂和链长调节剂，随后引入偏氟乙烯进行聚合反应。该方法通过采用特定的分散剂HEMC来代替常规的纤维素醚分散剂，明显减少了粘釜现象，并且避免其它方法存在的外来试剂污染聚偏氟乙烯树脂产品的情况。

尽管现有技术采取了一些减少粘釜现象的改进措施，但是本领域仍需要开发一种超临界悬浮聚合制备的聚偏氟乙烯树脂的方法，它能够有效地防止气相自聚物的产生，减少粘釜现象，提高生产过程的稳定性及产品的质量，降低反应设备大修的频率，结果能在提高聚合物产品质量的同时降低制造成本。

发明内容

本发明的一个发明目的是提供一种超临界悬浮聚合制备聚偏氟乙烯树脂的方法，它能够有效地防止气相自聚物的产生，减少粘釜现象，提高生产过程的稳定性及产品的质量，降低成本。

因此，本发明的一个方面涉及一种超临界悬浮聚合制备聚偏氟乙烯树脂的方法，它包括向反应容器中加入反应介质、分散剂和链转移剂，脱气，引入引发剂和引入偏氟乙烯单体进行聚合反应；

其特征在于在反应过程中对气相和液相同时进行搅拌。

本发明的一个方面涉及一种超临界悬浮聚合制备聚偏氟乙烯树脂的方法，它包括向反应容器中加入反应介质、分散剂和链转移剂，脱气，引入引发剂和引入偏氟乙烯单体进行聚合反应；

其特征在于所述引发剂直接引入至液相的液面之下。

本发明再一方面涉及一种反应容器，它包括用于搅拌液相的搅拌器、用于搅拌气相的搅拌器和与反应容器流体相连的引发剂加料管路，所述引发剂加料管路的出料口位于反应介质的液面之下。