使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法及含氟橡胶的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法及含氟橡胶的制备方法。其中，合成方法使用气升式环流反应器进行聚合反应，步骤为：使用惰性气体置换反应器中的空气，向其中加入脱除溶解氧的水、乳化剂、氟醚油、pH缓冲剂、链转移剂和硫化点单体以形成乳液，向上升管输送气相含氟单体，使乳液在上升管内上升及在下降管下降以形成循环流动，控制反应压力为0.5

【技术实现步骤摘要】
使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法及含氟橡胶的制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种使用气升式环流反应器合 成含氟聚合物的方法及含氟橡胶的制备方法。

技术介绍

[0002]含氟聚合物是两种或两种以上含氟单体的共聚物，由于其具有优秀的化学 稳定性、绝缘性、耐热性和耐老化性，在制作弹性体等领域得到了广泛的应用， 所制成的弹性体尤其适用于高温和强腐蚀的特殊工况，例如电子行业的蚀刻工 艺中。氟碳橡胶工业装置中的聚合反应器主要采用半连续式反应器，在聚合反 应时，持续向反应器中补充单体并适时地补充适量的引发剂以维持正常的反应 速度，由于对聚合产物来说反应器是分批的，出料形式为间歇出料，因此也被 称为间歇聚合釜。间歇聚合釜属于全混式反应器，间歇聚合釜低于液面的位置 通常设置有环形通气管，通过鼓泡的方式将气相单体加入反应溶液中，虽然可 以使用搅拌，但是反应溶液中仍旧存在各个活性链游离基在反应器内的停留时 间不一致，从而引起平均停留时间和停留时间分布问题。对于聚合反应来说， 活性链游离基在反应器中的停留时间的分布不同，其反应程度就不同，链增长 程度也不相同，不仅影响反应的转化率，还会影响聚合物的分子量大小和分子 量分布，聚合反应的速度慢，产物的分子量控制难度大，含氟聚合物的性能和 所制成的橡胶制品的性能有待提高。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例提供一种使用气升式环流反应器合成含氟聚合物 的方法及含氟橡胶的制备方法。其中，合成含氟聚合物的方法使用气升式环流 反应器进行聚合反应，具有传质效率高的特点，合成的含氟聚合物具有平均分 子量可控、分子量分布窄，含氟聚合物的耐高温、耐腐蚀性能好。
[0004]本申请实施例提供以下技术方案：
[0005]一种使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法，包括如下步骤：
[0006]使用惰性气体置换所述气升式环流反应器中的空气；
[0007]向所述气升式环流反应器加入脱除溶解氧的水、氟醚油、乳化剂、pH缓 冲剂、链转移剂和硫化点单体，形成乳液；
[0008]通过向所述气体分布器的上升管输送气相含氟单体，使所述乳液在上升管 内上升及在下降管下降以形成循环流动，并控制所述气升式环流反应器的内部 压力为0.5
‑
6MPa；
[0009]在引发剂存在条件下，控制反应温度为70
‑
120℃，引发聚合反应，持续向 所述气升式环流反应器通入所述气相含氟单体，以维持反应，制备含氟聚合物。
[0010]进一步地，所述气体分布器包括微孔气体分布器。
[0011]进一步地，所述上升管的内部设置有静态混合器。
[0012]进一步地，所述含氟单体包括偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基 乙烯基醚、全氟苯氧丙基乙烯基醚中的至少两种。
[0013]进一步地，所述乳化剂包括离子型表面活性剂、非离子表面活性剂的至少 一种或组合；
[0014]其中，所述离子型表面活性剂包括烷基磺酸盐、烷基硫酸酯盐、高级脂肪 酸盐、全氟C4
‑
C10的磺酸盐或羧酸盐、含氟醚羧酸中的任意一种；
[0015]和/或，所述非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯高级脂 肪酸酯中的任意一种。
[0016]进一步地，所述硫化点单体包括异丁烯、丙烯、氯代乙烯、氯代三氟乙烯、 含溴或含碘的硫化单体中的任意一种；
[0017]所述硫化点单体的添加量为0.5
‑
5％，百分比为所述含氟单体和气相含氟 单体总质量的质量百分比。
[0018]进一步地，所述链转移剂包括甲醇、甲酸甲酯、乙酸叔丁酯、亚甲基碘、 全氟烷基碘、l，4
‑
二碘全氟
‑
丁烷中的任意一种；
[0019]所述链转移剂的添加量为0.01
‑
3.0％，百分比为所述含氟单体和气相含氟 单体总质量的质量百分比。
[0020]进一步地，所述引发剂连续或分段加入；
[0021]和/或，所述链转移剂连续或分段加入。
[0022]进一步地，在向所述气升式环流反应器中通入气相含氟单体之前，向其中 加入含pH缓冲剂的水溶液并加热；
[0023]和/或，在向所述气升式环流反应器中加入引发剂之前，向其中加入表面 活性剂和氟醚油以形成微乳液。
[0024]本专利技术还提供一种含氟橡胶的制备方法，所述制备方法包括：将通过上述 任意一项所述的使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法得到的含氟聚 合物，进行电解质凝聚后洗涤，真空干燥、塑炼成型，得到含氟橡胶。
[0025]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：本专利技术实施例提供的使用气升式环流反应器合成含氟聚 合物的方法，在气升式环流反应器中，通过向上升管中通入气相含氟单体，使 得上升管和下降管内气含率的不同，在两管间产生压差，带动液体在反应器内 循环流动，具体的，气相含氟单体进入上升管中，带动上升管的液体向上升管 的上端流动，上升管中具有较高的气含率，使气相单体与液体进行充分混合， 气液相间传质主要在此区域发生，上升后的液体从下降管中返回流入上升管下 端，从而使得反应溶液在反应器内形成上下环流；未反应的气相单体到达气升 式环流反应器上方，在气体压缩机的驱动下，通过管路返回至上升管下端的气 体分布器处，并再次从该处进入溶液中进行循环。在上述聚合反应中，气体集 中供入上升管中，从而在上升管内部增加气液接触面积，形成更加有效的气液 接触，加速了气体吸收，提高传质系数，强化反应过程，缩短反应时间；并且 上升管中的混合过程温和，有利于控制反应得到的含氟聚合物的平均分子量和 分子量分布；此外，通过控制气体的补入，该方法能够更好地适用于需要连续 或间歇加料的聚合反应，以及具有反应操作简单、反应条件平稳的优点。
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是气升式环流反应器的工作示意图；
[0028][0029][0030]其中，001、上升管，002、下降管，003、气体压缩机，004、气液分离器， 005、气体管路，006、气体分布器，007、底部连接段，008、卸料口。
具体实施方式
[0031]下面对本申请实施例进行详细描述。
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术，对本专利技术的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出 创造性劳动前提下所获得的所有其他实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：使用惰性气体置换所述气升式环流反应器中的空气；向所述气升式环流反应器加入脱除溶解氧的水、氟醚油、乳化剂、pH缓冲剂、链转移剂和硫化点单体，形成乳液；通过向所述气体分布器的上升管输送气相含氟单体，使所述乳液在上升管内上升及在下降管下降以形成循环流动，并控制所述气升式环流反应器的内部压力为0.5
‑
6MPa；在引发剂存在条件下，控制反应温度为70
‑
120℃，引发聚合反应，持续向所述气升式环流反应器通入所述气相含氟单体，以维持反应，制备含氟聚合物。2.根据权利要求1所述的使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法，其特征在于，所述气体分布器包括微孔气体分布器。3.根据权利要求1所述的使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法，其特征在于，所述上升管的内部设置有静态混合器。4.根据权利要求1所述的使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法，其特征在于，所述含氟单体包括偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚、全氟苯氧丙基乙烯基醚中的至少两种。5.根据权利要求1所述的使用气升式环流反应器合成含氟聚合物的方法，其特征在于，所述乳化剂包括离子型表面活性剂、非离子表面活性剂的至少一种或组合；其中，所述离子型表面活性剂包括烷基磺酸盐、烷基硫酸酯盐、高级脂肪酸盐、全氟C4
‑
C10的磺酸盐或羧酸盐、含氟醚羧酸中的任意一种；和/或，所述非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚家庄，李平，修国华，
申请(专利权)人：上海森桓新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：