全氟聚合物乳液的制备方法、全氟弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种全氟聚合物乳液的制备方法、全氟弹性体及其制备方法，全氟聚合物乳液的制备方法包括：以含三氟甲基为二胺单体，以含六氟为二酐单体合成含邻扭结结构的氟化聚酰亚胺微粉；在氟醚油中将所述氟化聚酰亚胺微粉研磨并分散，加入含有水、乳化剂、硫化点单体、链转移剂与含氟共聚物的反应器内，在引发剂的作用下进行乳液聚合反应，制得嵌入氟化聚酰亚胺微粉的全氟聚合物乳液。本发明专利技术的方法可制备嵌入氟化聚酰亚胺微粉的具有优异机械性能和化学稳定性的全氟弹性体。能和化学稳定性的全氟弹性体。能和化学稳定性的全氟弹性体。

【技术实现步骤摘要】
全氟聚合物乳液的制备方法、全氟弹性体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种全氟聚合物乳液的制备方法、全氟弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]全氟聚合物是四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、全氟烷基乙烯基醚(PAVE)、交联单体如全氟苯基乙烯基醚(CF2CFOC6F5)以及全氟苯氧丙基乙烯基醚(PTVE)等的共聚产物。类似于聚四氟乙烯PTFE，含氟橡胶分子链上所有的氢原子均被氟原子所取代以使得其具有良好的耐热性能和耐化学介质性能。
[0003]近几年，通过研究和开发高性能聚合物材料，以此来提高现有材料性能，或降低现代工艺流程成本是一种业界趋势。相对于传统的聚合材料，高性能材料如芳香族聚酰亚胺具有如下特征：更高的耐热性，更高的机械强度，更低的特定密度，更高的导电性，更好的隔热、隔电、隔音性能，以及优异的阻燃性能。然而，全芳香族聚酰亚胺由于具有刚性链和强的链间相互作用，导致内部和链间电荷转移络合物的形成和电子极化，而使其溶解性差且难以处理。引入热稳定的芳香族和非芳香族含氟结构到聚合物主链是一种很有前景的改性方法，以达到聚酰亚胺所需性能，尤其是其溶解度。氟掺入聚酰亚胺结构的含氟基团被发现普遍能够降低介电常数和水分吸收，还能赋予物质理想的光学性能，同时，还能够在某些情况下增加物质热稳定性。
[0004]由全氟聚合物制备的全氟弹性体由于模压以及交联的制造过程，具有成本高、生产时效性差的缺点，且难以通过全氟弹性体的组份改变进行改进。因此，针对现有氟弹性体使用寿命短、使用过程中容易产生刻蚀析出物、而且使用全氟醚弹性体成本过高的现状，需要对全氟弹性体的制备方法进行改进，以克服上述缺陷，并且满足全氟橡胶具有苛刻的化学稳定性和较高的机械强度等要求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种全氟聚合物乳液的制备方法、全氟弹性体及其制备方法，本专利技术合成氟化聚酰亚胺微粒，嵌入全氟聚合物，以改善复合体系的相容性和界面黏结性，在保证化学稳定性的同时降低成本、提高复合材料的耐真空和冲击等性能。
[0006]本申请实施例提供以下技术方案：一种全氟聚合物乳液的制备方法，包括：
[0007]以含三氟甲基为二胺单体，以含六氟为二酐单体合成含邻扭结结构的氟化聚酰亚胺微粉；
[0008]在氟醚油中将所述氟化聚酰亚胺微粉研磨并分散，加入含有水、乳化剂、硫化点单体、链转移剂与含氟共聚物的反应器内，在引发剂的作用下进行乳液聚合反应，制得嵌入氟化聚酰亚胺微粉的全氟聚合物乳液。
[0009]根据一种实施例，所述含氟共聚物为四氟乙烯与下列单体中至少二种形成的共聚物组成：六氟丙烯、全氟苯氧丙基乙烯基醚和全氟烷基乙烯基醚。
[0010]根据一种实施例，所述氟化聚酰亚胺微粉的添加量为所述含氟共聚物总质量的5％
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25wt％。
[0011]根据一种实施例，所述乳化剂为离子型表面活性剂，或非离子表面活性剂，或离子型表面活性剂和非离子表面活性剂的复配物；
[0012]所述离子型表面活性剂采用包括全氟C4
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C10的酸盐、烷基磺酸盐、高级脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、含氟醚羧酸中的任一种；
[0013]所述非离子表面活性剂采用包括聚氧乙烯高级脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚中的任一种。
[0014]根据一种实施例，所述乳化剂为离子型表面活性剂和非离子表面活性剂的复配物；其中，所述离子型表面活性剂、非离子表面活性剂、分散有所述氟化聚酰亚胺微粉的氟醚油和水的重量配比为12
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25:8
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16:1
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7:52
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79。
[0015]根据一种实施例，所述硫化点单体采用包括氯代三氟乙烯、氯代乙烯、丙烯、异丁烯、含溴或含碘的硫化部分单体中的任一种；所述硫化点单体的添加量为所述含氟共聚物总质量的0.5％
‑
5wt％。
[0016]根据一种实施例，所述链转移剂采用包括甲醇、甲酸甲酯、乙酸叔丁酯、亚甲基碘、全氟烷基碘和1,4
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二碘全氟
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丁烷中的任一种；所述链转移剂的添加量为所述含氟共聚物总质量的0.01％
‑
3.0wt％。
[0017]根据一种实施例，在氟醚油中将所述氟化聚酰亚胺微粉研磨并分散，加入含有水、乳化剂、硫化点单体、链转移剂与含氟共聚物的反应器内，在引发剂的作用下进行乳液聚合反应，制得嵌入氟化聚酰亚胺微粉的全氟聚合物乳液，具体过程包括：
[0018]研磨所述氟化聚酰亚胺微粉，并分散到氟醚油中；
[0019]将乳化剂、分散有所述氟化聚酰亚胺微粉的氟醚油和水按15
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18:10
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14:3
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5:65
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70的重量比例混合均匀并加热至40℃～50℃，形成乳液；
[0020]在反应釜中加入为其体积50％
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70％的去离子水和pH缓冲溶液、硫化点单体、链转移剂，调节反应釜中的氧含量小于20ppm，将反应釜内温度升至70
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120℃，向反应釜内中加入含氟共聚物使釜内压力升至2.0
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5.0Mpa；
[0021]加入引发剂开始反应，在反应过程中加入含氟共聚物维持釜内压力在2.0
‑
5.0MPa，并控制所述釜内的温度至反应结束，得到嵌入氟化聚酰亚胺微粉的全氟聚合物乳液。
[0022]本专利技术的另一方面，提供一种全氟弹性体的制备方法，该制备方法包括：将通过上述的方法制备得到的含氟化聚酰亚胺微粉的全氟聚合物乳液进行电解质凝聚后洗涤，真空干燥、塑炼成型得到所述全氟弹性体。
[0023]本专利技术的另一方面，提供一种全氟弹性体，所述全氟弹性体采用上述的全氟弹性体的制备方法制备得到。
[0024]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本专利技术在全氟弹性体的基础上，嵌入氟化聚酰亚胺等组份，形成海
‑
岛结构，使全氟弹性体和聚酰亚胺等添加物进行充分混合，充分发挥全氟弹性体与聚酰亚胺的协同作用，满足全氟橡胶具有苛刻的化学稳定性和较高的机械强度等要求。
[0025]本专利技术提供的合成方法制备出嵌入氟化聚酰亚胺的全氟聚合物乳液和全氟弹性
体，所得的全氟弹性体兼有较好的机械性能，并具有良好的耐化学介质性能，可以应用于多种工业领域，特别是石油和天然气行业，包括密封件等。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0027]图1是本专利技术实施例的全氟聚合物乳液制备流程示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全氟聚合物乳液的制备方法，其特征在于，包括：以含三氟甲基为二胺单体，以含六氟为二酐单体合成含邻扭结结构的氟化聚酰亚胺微粉；在氟醚油中将所述氟化聚酰亚胺微粉研磨并分散，加入含有水、乳化剂、硫化点单体、链转移剂与含氟共聚物的反应器内，在引发剂的作用下进行乳液聚合反应，制得嵌入氟化聚酰亚胺微粉的全氟聚合物乳液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氟共聚物为四氟乙烯与下列单体中至少二种形成的共聚物组成：六氟丙烯、全氟苯氧丙基乙烯基醚和全氟烷基乙烯基醚。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化聚酰亚胺微粉的添加量为所述含氟共聚物总质量的5％
‑
25wt％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳化剂为离子型表面活性剂，或非离子表面活性剂，或离子型表面活性剂和非离子表面活性剂的复配物；所述离子型表面活性剂采用包括全氟C4
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C10的酸盐、烷基磺酸盐、高级脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、含氟醚羧酸中的任一种；所述非离子表面活性剂采用包括聚氧乙烯高级脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚中的任一种。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述乳化剂为离子型表面活性剂和非离子表面活性剂的复配物；其中，所述离子型表面活性剂、非离子表面活性剂、分散有所述氟化聚酰亚胺微粉的氟醚油和水的重量配比为12
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25:8
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16:1
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7:52
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79。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫化点单体采用包括氯代三氟乙烯、氯代乙烯、丙烯、异丁烯、含溴或含碘的硫化部分单体中的任一种；所述硫化点单体的添加量为所述含氟共聚物总质量的0.5％
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5wt％。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链转移剂采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽娇，修国华，
申请(专利权)人：上海森崚半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：