使用自吸式搅拌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自吸式搅拌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自吸式搅拌器作为搅拌设备，包括如下步骤，使用惰性气体置换反应器中的空气，向反应器中加入脱除溶解氧的水、乳化剂、氟醚油、pH缓冲剂、硫化点单体、链转移剂，进行搅拌，通入气相含氟单体，在引发剂存在条件下进行乳液聚合反应，控制反应温度为70

【技术实现步骤摘要】
使用自吸式搅拌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
，具体涉及一种使用自吸式搅拌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，由于其优异的性能可以制造在高温、强腐蚀等特殊工况中工作的橡胶制品，其应用日益广泛。含氟聚合物的聚合反应器主要采用半连续式反应器。工艺过程是先在反应釜中加一定量的纯水作为介质，并加分散剂等助剂，再加入一定的单体和引发剂，使之反应。间歇聚合釜为全混式反应器，物料中各个活性链游离基在反应器内的停留时间不一致，这样就有一个平均停留时间和停留时间分布问题。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。在一般化学反应的情况下，停留时间分布会影响到反应的转化率，在聚合反应的情况下，还会影响到聚合物的分子量大小和分子量分布。制备含氟聚合物的单体为气相单体，不易溶解在反应溶液中，与溶液的接触限于溶液表面和较小的界面，含氟聚合物产品的分子量大小和分子量分布难以控制，影响含氟聚合物的性能和所制成的橡胶制品的性能。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请实施例提供一种使用自吸式搅拌器合成含氟聚合物的方法及含氟橡胶的制备方法。其中，使用自吸式搅拌器合成含氟聚合物的方法能够解决控制聚合物的分子量大小和分子量分布的问题，合成的含氟聚合物具有平均分子量可控、分子量分布窄，并且反应器传质效率高的特点，能实现连续或间歇加料，聚合反应过程平稳。
[0004]本申请实施例提供以下技术方案：一种使用自吸式搅拌器合成含氟聚合物的方法，使用安装有自吸式搅拌器的合成反应器，包括如下步骤：
[0005]用惰性气体置换所述合成反应器中的空气，使氧含量小于预设浓度，向所述自吸式搅拌器反应器加入脱除溶解氧的水、乳化剂、氟醚油、pH缓冲剂、硫化点单体、链转移剂，进行搅拌，向所述合成反应器中通入气相含氟单体在引发剂存在条件下进行乳液聚合反应，控制反应温度为70
‑
120℃，反应压力为0.5
‑
6MPa，持续通入所述共聚含氟单体以维持反应压力，制备含氟聚合物。
[0006]进一步地，所述含氟单体包括四氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、全氟苯氧丙基乙烯基醚、全氟烷基乙烯基醚中的至少两种。
[0007]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；
[0008]其中，所述离子型表面活性剂包括全氟C4
‑
C10的磺酸盐或羧酸盐、烷基磺酸盐、高级脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、含氟醚羧酸中的任意一种；
[0009]和/或，所述非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯高级脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚中
的任意一种。
[0010]进一步地，所述硫化点单体包括氯代三氟乙烯、氯代乙烯、丙烯、异丁烯、含溴或含碘的硫化单体中的任意一种；
[0011]所述硫化点单体的添加量为所述含氟单体和气相含氟单体总质量的0.5wt％
‑
5wt％。
[0012]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；
[0013]所述链转移剂的添加量为所述含氟单体和气相含氟单体总质量的0.01wt％
‑
3.0wt％。
[0014]进一步地，所述氟醚油包括CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)
n
CF＝CF2和CF3O(CF2O)
m
CF＝CF2的任意一种或组合；
[0015]其中，n为0
‑
5的整数，优选的，n为1
‑
3的整数；
[0016]m为0
‑
6的整数，优选的，m为1
‑
4的整数；
[0017]以质量百分比计，以质量百分比计，所述氟醚油的添加量为1
‑
7wt％，所述水的添加量为52
‑
79wt％。
[0018]进一步地，所述自吸式搅拌器包括搅拌轴、吸气导管、空心叶轮和挡板，所述吸气导管连接所述空心叶轮，用于向所述空心叶轮输送所述气相含氟单体，所述挡板设置在所述空心叶轮上远离所述搅拌轴一侧，用于控制气相含氟单体排出所述空心叶轮的速度。
[0019]进一步地，所述自吸式搅拌器还包括气体分布器，所述气体分布器设置于所述空心叶轮上远离所述搅拌轴的位置。
[0020]进一步地，所述自吸式搅拌器的外表面涂覆防腐层，包括但不限于PTFE、PFA。
[0021]进一步地，在向所述合成反应器中通入气相含氟单体之前，向所述合成反应器中加入含pH缓冲剂的水溶液并加热；
[0022]和/或，在向所述合成反应器中加入引发剂之前，向所述合成反应器中加入表面活性剂和氟醚油以形成微乳液。
[0023]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自吸式搅拌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。
[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：本专利技术实施例提供的使用自吸式搅拌器合成含氟聚合物的方法，通过自吸式搅拌器搅拌反应溶液，操作简单、反应条件温和，自吸式搅拌器在液体中以一定的速度旋转，引起液体湍动，自吸式搅拌器的空心叶轮的压力低于空心叶轮中心位置的压力，形成空穴状态，因此能够通过空心搅拌轴吸入反应器中溶液上方的气相单体，从空心叶轮处进入溶液中，形成微小气泡并向溶液表面上升，使气相单体与液体进行充分混合，未反应的气相单体通过自吸式搅拌器再次被送入反应溶液中，从而提高传质效果和效率，聚合反应过程中，整个液相吸收分布单体，从而促使气液接触面积增加，加速了气体吸收，缩短了反应时间，易控制含氟聚合物平均分子量和分子量分布，具有适用于连续或间歇加料、反应操作简单、反应条件平稳的优点。
附图说明
[0025]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。
[0026]图1是安装有自吸式搅拌器的反应器的结构示意图；
[0027]其中，001、电机，002、搅拌轴，003、液面，004、吸气导管，005、反应釜，006、反应溶液，007、空心叶轮，0071、气体分布器，008、进料口，009、出料口。
具体实施方式
[0028]下面对本申请实施例进行详细描述。
[0029]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、完整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用自吸式搅拌器合成含氟聚合物的方法，其特征在于，使用安装有自吸式搅拌器的合成反应器，包括如下步骤：用惰性气体置换所述合成反应器中的空气，使氧含量小于预设浓度，向所述自吸式搅拌器反应器加入脱除溶解氧的水、乳化剂、氟醚油、pH缓冲剂、硫化点单体、链转移剂，进行搅拌，向所述合成反应器中通入气相含氟单体在引发剂存在条件下进行乳液聚合反应，控制反应温度为70
‑
120℃，反应压力为0.5
‑
6MPa，持续通入所述共聚含氟单体以维持反应压力，制备含氟聚合物。2.根据权利要求1所述的使用自吸式搅拌器合成含氟聚合物的方法，其特征在于，所述含氟单体包括四氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、全氟苯氧丙基乙烯基醚、全氟烷基乙烯基醚中的至少两种。3.根据权利要求1所述的使用自吸式搅拌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全氟C4
‑
C10的磺酸盐或羧酸盐、烷基磺酸盐、高级脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、含氟醚羧酸中的任意一种；和/或，所述非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯高级脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚中的任意一种。4.根据权利要求1所述的使用自吸式搅拌器合成含氟聚合物的方法，其特征在于，所述硫化点单体包括氯代三氟乙烯、氯代乙烯、丙烯、异丁烯、含溴或含碘的硫化单体中的任意一种；所述硫化点单体的添加量为所述含氟单体和气相含氟单体总质量的0.5wt％
‑
5wt％。5.根据权利要求1所述的使用自吸式搅拌器合成含氟聚合物的方法，其特征在于，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；所述链转移剂的添加量为所述含氟单体和气相含氟单体总质量的0.01wt％
‑
3.0wt％。6.根据权利要求1所述...

【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：