一种聚四氟乙烯悬浮树脂脱除酸性方法技术

本发明专利技术涉及一种聚四氟乙烯悬浮树脂脱除酸性方法，其是在聚四氟乙烯悬浮树脂的聚合过程中，进行至少包括如下所述的处理：在聚合阶段，将聚合压力呈“锯齿形”波动控制，压力上限不超过8.5kg/cm2，压力下限不小于7.0kg/cm2；在最终偶合期，控制偶合时间为35～40min，偶合温度为50～55℃并恒温，当聚合压力降至微负压时，恒压30～35min再进行抽真空处理或者直接抽真空至达到或接近当前釜温所对应的水的饱和蒸汽压后再恒压30～35min。区别于现有的脱除酸性方法，本发明专利技术有效避免了聚四氟乙烯悬浮树脂产品中酸性介质的产生，从根本上解决了聚四氟乙烯悬浮树脂的脱酸问题，成本低廉，生产能耗低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合工艺
，具体说是一种聚四氟乙烯悬浮树脂脱除酸性方法。
技术介绍
目前，聚四氟乙烯悬浮树脂聚合工艺是以过硫酸盐为引发剂，并加入一定量的硫酸亚铁、盐酸或硫酸，在一定压力下，于水相介质中进行聚合，聚合产物经捣碎洗涤，干燥等处理后得到聚四氟乙烯树脂产品。在整个聚合过程中，端基没有完全偶合终止而从分子链上脱去，伴随时间的变化，一些活性基团特别是SO42ˉ逐渐释放出来与水中H+形成酸性，经放置一段时间后就会闻到产品内有刺鼻性的酸味，对客户应用影响很大。聚四氟乙烯树脂产品的应用主要是模压预成型、高温烧结过程，使用过程中有很多缺点：缺点1、模压过程中端基释放出来的酸性介质对磨具腐蚀严重。缺点2、预成型产品在高温烧结过程中因酸性介质分解产生气孔，影响使用。缺点3、酸性介质对产品应用在航空、航天、电子、仪表等工业中用作电源和信号线的耐绝缘性影响很大。为了避免上述因酸性介质造成的应用上的缺陷，需要对聚四氟乙烯悬浮树脂进行脱除酸性处理。现在大部分的脱除酸性方法是采用高温热水(80℃以上)洗涤的方法处理聚合物端基，通过提高温度，降低聚合物中自由基的寿命，为端基偶合终止提供条件。降低聚合母液的表面张力，改善母液与聚合物之间的浸润性，使母液中带有活性基的小分子直接参与聚合物偶合终止(PTFE表面张力为18.5，纯水在20℃时的表面张力为72.75、在80℃时的表面张力为60.4、90℃时的表面张力约为59、95℃时的表面张力约为58，以上单位均为dyn/cm)。此方法的弊端是需要增加一套热水洗涤装置，耐高温不锈钢设备投资成本高，能源消耗较大。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种成本低廉、能耗低的聚四氟乙烯悬浮树脂脱除酸性方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种聚四氟乙烯悬浮树脂脱除酸性方法，在聚四氟乙烯悬浮树脂的聚合过程中，进行至少包括如下所述的处理：在聚合阶段，将聚合压力呈“锯齿形”波动控制，压力上限不超过8.5kg/cm2，压力下限不小于7.0kg/cm2；在最终偶合期，控制偶合时间为35～40min，偶合温度为50～55℃并恒温，当聚合压力降至微负压时，恒压30～35min再进行抽真空处理或者直接抽真空至达到或接近当前釜温所对应的水的饱和蒸汽压后再恒压30～35min。本专利技术的有益效果在于：区别于现有技术，本专利技术无需采用热水洗涤装置对聚四氟乙烯悬浮树脂进行脱除酸性处理，而是通过改变现有的聚四氟乙烯悬浮树脂的聚合工艺，将聚合阶段的压力控制由平稳控制改为“锯齿形”波动控制，延长最终偶合期的偶合时间并提升偶合温度，以及在偶合末期(即聚合压力降至微负压时，该微负压的形成是由于残余的TFE聚合成PTFE所自然形成的真空状态)采用高真空度恒压处理代替常规的高纯氮气置换处理，使得聚四氟乙烯悬浮树脂中所有的端基全部偶合终止，酸性离子得以脱除，避免了聚四氟乙烯悬浮树脂产品中酸性介质的产生，从根本上解决了聚四氟乙烯悬浮树脂的脱酸问题，而且成本低廉，易于实现，生产能耗低，具有十分广泛的市场应用前景。附图说明图1所示为现有的聚四氟乙烯悬浮树脂聚合工艺的聚合温度-压力曲线图。图2所示为本专利技术的聚四氟乙烯悬浮树脂脱除酸性方法所对应的聚合工艺的聚合温度-压力曲线图。标号说明：1-压力曲线；2-温度曲线。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：1、在聚合阶段，将聚合压力呈“锯齿形”波动控制，使聚合物颗粒内外产生一定的交变压力差，利用该压力差驱使聚合母液中的小分子通过聚合物颗粒表面的纤维层进入颗粒内部与内部被深埋的自由基相遇产生偶合终止，同时使活性基上的SO42-掉下、TFE分子上的Fˉ离子被提取，从聚合物颗粒的内部“挤”出而进(溶解)入聚合母液中，从而达到提高聚合物的自由基偶合终止程度并将酸性离子从聚合物中脱除的目的；2、在最终偶合期，提高偶合温度并延长偶合时间为最后产生的自由基偶合终止提供充分的时间，从而使聚合物中所有的端基全部偶合终止，避免产品中酸性介质的产生；3、在偶合末期通过高真空度恒压处理使聚合母液中带有活性基的小分子可以进入聚合母料中与母料中的活性基产生偶合终止，并为聚合母料中的SO42-及Fˉ离子的释放提供一定的动力。具体的，请参照图2所示，本专利技术提供的聚四氟乙烯悬浮树脂脱除酸性方法，是在聚四氟乙烯悬浮树脂的聚合过程中，进行至少包括如下所述的处理：在聚合阶段，将聚合压力呈“锯齿形”波动控制，压力上限不超过8.5kg/cm2，压力下限不小于7.0kg/cm2；在最终偶合期，控制偶合时间为35～40min，偶合温度为50～55℃并恒温，当聚合压力降至微负压时，恒压30～35min再进行抽真空处理或者直接抽真空至达到或接近当前釜温所对应的水的饱和蒸汽压后再恒压30～35min。本专利技术的技术原理如下：根据现有常规的聚四氟乙烯悬浮树脂聚合工艺，其通常包括诱导期、聚合阶段和最终偶合期，聚合温度-压力曲线图如图1所示，曲线1为压力曲线，曲线2为温度曲线。在诱导期(即聚合前期)，聚合压力通过几个压降后，压力控制就转为自动控制，进入聚合阶段后的聚合压力基本趋于平稳，一般为8kg/cm2。在最终偶合期，偶合温度一般为40～45℃，偶合时间为10min左右。到了偶合末期，当聚合压力降至微负压时(该微负压的形成是由于残余的TFE聚合成PTFE所自然形成的真空状态)，立即向釜内通入高纯氮气进行置换，然后在釜内停留数分钟，以进行封端处理。针对上述现有的聚合工艺，本专利技术人经过研究发现：(1)聚合单体TFE分子上的C－F键能为486kJ/mol，其中Fˉ离子很难被提取而转移或岐化终止。在聚合过程中，聚合的主要终止方式是双基偶合。但大量PTFE长链自由基因被包埋在聚合物颗粒中，一般是由颗粒中新生成的或由颗粒外部进入的初级自由基来偶合终止。在正常聚合情况下，聚合前期(即诱导期)的几个压降后，聚合物已经形成一定大的颗粒；在无外力的条件下，气态TFE及聚合物颗粒外部的短链自由基(即俗称的小分子)已很难进入聚合物颗粒内部。反之，当聚合物颗粒内外部具有一定交变压力差的条件下，气态TFE、甚至聚合母液中初生的、尚未表现为固态的小分子则可以通过聚合物颗粒的“呼吸”(即内外传质过程)，通过聚合物颗粒表面的纤维层进入颗粒内部与内部被深埋的自由基相遇，产生偶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚四氟乙烯悬浮树脂脱除酸性方法，其特征在于：在聚四氟乙烯悬浮树脂的聚合过程中，进行至少包括如下所述的处理：在聚合阶段，将聚合压力呈“锯齿形”波动控制，压力上限不超过8.5kg/cm2，压力下限不小于7.0kg/cm2；在最终偶合期，控制偶合时间为35～40min，偶合温度为50～55℃并恒温，当聚合压力降至微负压时，恒压30～35min再进行抽真空处理或者直接抽真空至达到或接近当前釜温所对应的水的饱和蒸汽压后再恒压30～35min。

【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯悬浮树脂脱除酸性方法，其特征在于：在聚四氟乙烯悬浮树脂的聚
合过程中，进行至少包括如下所述的处理：
在聚合阶段，将聚合压力呈“锯齿形”波动控制，压力上限不超过8.5kg/cm2，压力下限不
小于7.0kg/cm2；
在最终偶合期，控制偶合时间为35～40min，偶合温度为50～55℃并恒温，当聚合压力
降至微负压时，恒压30～35min再进行抽真空处理或者直接抽真空至达到或接近当前釜温
所对应的水的饱和蒸汽压后再恒压3...

【专利技术属性】
技术研发人员：程伟，
申请(专利权)人：福建三农化学农药有限责任公司，
类型：发明
国别省市：福建;35