本发明专利技术涉及一种聚四氟乙烯树脂及其制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：在预先加入去离子水、氧化剂、分散剂、酸性剂、稳定剂和pH调节剂的反应釜中，加入还原剂，并持续性投入气相四氟乙烯单体进行搅拌反应；当四氟乙烯单体投料量达到总量的5-15％时停止搅拌，一定时间后开启搅拌，并向反应釜中补加还原剂至四氟乙烯单体投料量达到总量的75-85％为止，投料结束后，得固含量为25～35％的聚四氟乙烯分散液，经凝聚、干燥得聚四氟乙烯树脂。利用本发明专利技术提供的制备方法生产的聚四氟乙烯树脂，经过双向拉伸制作多孔膜，对直径0.3μm的粉尘过滤效率达到99％，具有优异的物理隔离效果，可用于口罩等医疗领域。可用于口罩等医疗领域。
【技术实现步骤摘要】
一种聚四氟乙烯树脂及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚四氟乙烯树脂及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]聚四氟乙烯具有优良的耐化学腐蚀性、耐高低温性、耐老化性、低摩擦性、不粘性、生理惰性，应用在化工、机械、电气、医疗等领域，成为不可缺少的特种材料，其中聚四氟乙烯聚合液经过浓缩加工得到乳液，控制乳液固含量在40-60％，可用于载体纺丝制作纤维编织衬垫，玻璃纤维布织物及多孔金属浸渍烧结成膜或制作金属涂层及其它基材的涂层等；还可以将聚四氟乙烯聚合液经过凝聚过程，添加各种填料，如石墨烯类型填料，形成耐磨性能优良的复合材料；聚合乳液还可以直接凝聚得到分散树脂，经过高温烘干，采用糊状挤出加工方法，得到各种类型管材、棒材及多孔材料，其中多孔材料应用日渐广泛，如经过双向拉伸形成多孔膜，用于口罩及防护服等医疗领域。
[0003]常规的聚四氟乙烯分散树脂经过双向拉伸，由于树脂的分子量过低，分子量分布宽，存在孔径偏大，过滤效果差等问题，还有改性聚四氟乙烯分散树脂加工双向拉伸膜，存在拉伸不均匀问题，如拉伸膜的孔隙率低，孔径不均匀等。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种高分子量聚四氟乙烯树脂及其制备方法，通过适当提高聚四氟乙烯树脂的分子量，并减少其分布范围，从而改善制作聚四氟乙烯双拉膜的拉伸均匀度，形成小孔径、高孔隙率型双拉膜，提高过滤效果。
[0005]具体而言，本专利技术提供的方法包括以下步骤：
[0006]一种聚四氟乙烯树脂的制备方法，其包括如下步骤：
[0007](1)在预先加入去离子水、氧化剂、分散剂、酸性剂、稳定剂和pH调节剂的反应釜中，加入还原剂，并持续性投入气相四氟乙烯单体进行搅拌反应；
[0008](2)当四氟乙烯单体投料量达到总量的5-15％时停止搅拌，一定时间后开启搅拌，并向反应釜中持续补加还原剂至四氟乙烯单体投料量达到总量的75-85％为止，投料结束后，得固含量为25～35％的聚四氟乙烯分散液，经凝聚、干燥得聚四氟乙烯树脂。
[0009]优选的，上述制备方法中，所述反应釜的反应压力为2.5～3.0MPa。
[0010]优选的，上述制备方法中，所述反应釜的反应温度为60～70℃。
[0011]优选的，上述制备方法中，所述反应釜的搅拌速度为65～75rpm。
[0012]优选的，上述制备方法中，步骤(2)中，所述一定时间为5～10min。
[0013]优选的，上述制备方法中，所述去离子水的电导率达到0.9μs/cm以下，用量为反应釜体积的50-70％。
[0014]优选的，上述制备方法中，所述四氟乙烯单体的总投料量与所述去离子水的质量比的50～90:100。
[0015]优选的，上述制备方法中，所述气相四氟乙烯单体的纯度达到99.9995％以上。
[0016]优选的，上述制备方法中，所述分散剂为全氟己酸铵或全氟烷基羧酸铵，更优选的，所述分散剂的用量为所述去离子水质量的500～1000ppm。
[0017]优选的，上述制备方法中，所述酸性剂为发烟硫酸，更优选的，所述酸性剂的用量为所述去离子水质量的100～200ppm。
[0018]优选的，上述制备方法中，所述稳定剂为固体石蜡，更优选的，所述稳定剂的用量为所述去离子水质量的10000～30000ppm。
[0019]优选的，上述制备方法中，所述pH调节剂为丁二酸，更优选的，所述pH调节剂的用量为所述去离子水质量的50～100ppm。
[0020]优选的，上述制备方法中，所述氧化剂为过硫酸铵或溴酸钾，更优选的，所述氧化剂的用量为所述去离子水质量的6～10ppm。
[0021]优选的，上述制备方法中，所述还原剂为亚硫酸钠或草酸，更优选的，步骤(1)中，所述还原剂的用量为所述去离子水质量的1～2ppm，步骤(2)中，所述还原剂的补加量为所述去离子水质量的4～8ppm。
[0022]优选的，上述制备方法中，所述凝聚为用去离子水将所述聚四氟乙烯分散液稀释至10～20％固含量，然后加入电解质，在搅拌状态下进行凝聚，更优选的，所述电解质为氨水、碳酸铵或碳酸氢铵。
[0023]优选的，上述制备方法中，所述干燥的温度为180～200℃。
[0024]本专利技术还提供了一种聚四氟乙烯树脂，其通过上述的制备方法制备得到，优选的，所述聚四氟乙烯树脂的标准比重为2.155～2.165。
[0025]优选的，上述聚四氟乙烯树脂的DSC熔融半峰宽小于10℃。所述DSC熔融半峰宽为DSC测定中吸热曲线的最高温两侧曲线半峰高处吸热温度之差，半峰宽越小，树脂的分子量分布范围越窄。
[0026]本专利技术还提供上述制备方法制备得到聚四氟乙烯树脂或上述聚四氟乙烯树脂在医疗用品领域中的应用，优选为在制备口罩或防护服中的应用。
[0027]本专利技术提供的制备方法，聚合过程控制小范围低温高压反应，分段式氧化还原反应体系，形成种子聚合，在中间停止搅拌后形成高温微反应过程中，去除体系内阻聚效果，配合去离子水和四氟乙烯单体，以及酸性剂和PH调节剂形成弱酸体系，提高引发效率，同时氧化剂过量，通过控制还原剂的添加来控制反应速度，并控制聚合乳液的固含量达到25％-35％，得到的聚四氟乙烯树脂标准比重在2.155-2.165范围，分子量较高，同时DSC熔融半峰宽小于10℃，分子量分布范围窄。
[0028]本专利技术的有益效果主要如下：
[0029]利用本专利技术提供的制备方法生产的高分子量PTFE树脂，经过双向拉伸制作多孔膜，对直径0.3μm的粉尘过滤效率达到99％，具有优异的物理隔离效果，可用于口罩及防护服等医疗领域。
具体实施方式
[0030]以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但不用来限制本专利技术的范围。
[0031]实施例中未注明具体试验步骤或者条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实
验步骤的操作或条件进行。所用试剂和仪器没有注明生产厂商者，均可以通过市场购买获得。
[0032]实施例1
[0033]实施例1提供了一种聚四氟乙烯树脂的制备方法，具体操作步骤如下，其中四氟乙烯单体的总投料量为3.5kg：
[0034](1)在配有夹套和搅拌的10L不锈钢高压反应釜中，加入5L高纯去离子水，100g固体石蜡，0.38g丁二酸、3.8g全氟己酸铵，0.75g浓硫酸(浓硫酸中H2SO4的质量分数为98％)，0.04g过硫酸铵，盖好釜盖，开启搅拌，搅拌速度为70rpm，抽真空，氮气置换。直至氧含量小于30ppm，控制釜内温度至60℃，加入0.01g亚硫酸钠，持续性通入高纯四氟乙烯单体，控制反应压力为2.8MPa，开始反应，反应过程中控制温度缓慢均匀上升至70℃；
[0035](2)至四氟乙烯单体投料量到达总投料量的10％时关闭搅拌，10分钟后开启搅拌并开始补加亚硫酸钠，补加方式为将0.04g亚硫酸钠溶解于100g水中配成溶液，向反应釜中持续补加，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在预先加入去离子水、氧化剂、分散剂、酸性剂、稳定剂和pH调节剂的反应釜中，加入还原剂，并持续性投入气相四氟乙烯单体进行搅拌反应；(2)当四氟乙烯单体投料量达到总量的5-15％时停止搅拌，一定时间后开启搅拌，并向反应釜中持续补加还原剂至四氟乙烯单体投料量达到总量的75-85％为止，投料结束后，得固含量为25～35％的聚四氟乙烯分散液，经凝聚、干燥得聚四氟乙烯树脂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述反应釜的反应压力为2.5～3.0MPa，优选的，所述反应釜的反应温度为60～70℃。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述一定时间为5～10min。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，所述反应釜的搅拌速度为65～75rpm。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其中，所述四氟乙烯单体的总投料量与所述去离子水的质量比的50～90:100。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其中，所述分散剂为全氟己酸铵或全氟烷基羧酸铵，优选的，所述分散剂的用量为所述去离子水质量的500～1000ppm；和/或所述酸性剂为发烟硫酸，优选的，所述酸性剂的用量为所述去离子水质量的100...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚权卫，苏小龙，周云峰，李慧，张春静，
申请(专利权)人：中昊晨光化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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