[发明专利]一种辐照引发制备岛链结构聚合物的方法及其在电绝缘领域上的应用

说明书

本发明提供了一种辐照引发制备岛链结构聚合物的方法及其在电绝缘领域的应用。该辐照引发制备岛链结构聚合物的制备方法包含(1)将含氟或全氟聚合物进行切割；(2)将切割后的聚合物颗粒进行辐照；(3)将上述活性聚合物颗粒在一定温度下与共聚单体进行聚合；(4)将上述聚合物进行挤压造粒，制备出岛链结构的含氟聚合物。该聚合物具有岛链结构，兼具全氟或者含氟聚合物的优良性质，又具有碳氢聚合物的可加工性。其在电绝缘领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种辐照引发制备岛链聚合物的方法及其在电绝缘材料上的应用。

背景技术

目前，电线电缆的应用范围越来越广泛，现有的电线电缆绝缘层通常采用PVC或者其他碳氢聚合物材料制成，但是这类材料易于老化，阻燃性能不高，耐高低温性能差，一方面，绝缘性能随着绝缘层材料的失效而逐渐变差，容易导致电气火灾事故的频繁发生，另一方面在一些绝缘性要求更高、超高压用电、精密电子传输等领域，碳氢类聚合物的绝缘性能不能达到要求。

含氟材料由于C－F键能大(每摩尔485kJ)，且氟原子共价半径为0.064nm，相当于C－C键长的一半，因此氟原子可把C－C主链很好地屏蔽起来，保证了C－C链的稳定性，使其具有其他材料不可比拟的优异性能，如耐高温、耐油、耐化学药品性能，良好的物理机械性能和耐候性、电绝缘性和抗辐射性等，在所有合成材料中其综合性能最佳，尤其在电绝缘领域，全氟或者含氟聚合物在很宽的频率范围内，其都有优良的电学稳定性，其介质损耗角正切值和介电常数基本恒定，介电强度随着频率的提高也基本稳定(略有下降)，但比其他介电材料的下降缓慢得多，特别是PTFE其介电常数在-40到240℃的温度范围内都保持恒定。但是现在的氟橡胶以及聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等全氟或者含氟聚合物加工性能差，很难通过传统的工艺将其用于电气绝缘领域。

CN200910311384.8公开了一种低强度超声波辐照引发甲基丙烯酸甲酯本体聚合的方法，制备的产品分子规整度高，分子量多分散性系数窄，这种产物不含引发剂残基，纯度超高，在聚合物光纤等对材料纯度要求较高的领域有广泛应用。CN201710880014.0公开了一种辐照氟橡胶制备电线的方法，制得的辐照交联电线具有电气性能优良、耐高低温、不易老化、离火自熄的特点，大大提高了电线的安全性能和使用寿命。

发明内容

聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等全氟聚合物或者含氟聚合物中含有的氟原子具有极强的吸电子能力，使得材料具有优异的电绝缘性能，但这些材料的加工性能一般都较差，加工难度较大。共聚聚合是一种常见的改变材料的方法，但受限于含氟聚合物或者全氟聚合物的聚合工艺，很难直接进行单体共聚反应。

本发明提供了一种辐照含氟或者全氟聚合物颗粒以引发其他单体共聚的方法，从而得到了一种新型交联的岛链结构的聚合物材料，一方面具有含氟聚合物或者全氟聚合物良好的电绝缘性能，另一方面具有共聚物良好的机械加工性能，其在电绝缘领域具有良好的应用前景。

本发明提供了一种辐照引发制备聚合物的方法。该方法包含以下步骤：

S1、含氟聚合物或者全氟聚合物颗粒进行切割，经过过筛处理得到粒径小于100um的聚合物粒子。

优选的，选取PTFE、PETFE、PVDF、PEVE、共聚氟橡胶颗粒进行切割。

优选的，将PTFE、PETFE、PVDF、PEVE、共聚氟橡胶颗粒加入1：1的蒸馏水，加入到组织捣碎机中切割一定时间，停止切割后进行烘干，进行筛分。

优选的，选取粒径为5-20um的含氟聚合物或者全氟聚合物进行下一步处理。

如果选用的全氟或者含氟聚合物的粒径过小，如在1um以下的颗粒进行辐照引发，则会发生进一步的聚合物链段裂解，甚至会产生一些氟碳气体，不利于后续反应。一般采用机械切割制备的全氟或者含氟聚合物颗粒也很难达到5um的粒径。