使用含氢的支链氟代醚表面活性剂的氟化单体的含水聚合反应制造技术

包括在包含引发剂和含氟表面活性剂的含水介质中聚合至少一种氟化单体的方法，所述含氟表面活性剂具有式（Ｉ）ＲｆＣＨ２ＯＣＦ（ＣＦ３）Ｃ（Ｏ）ＯＭ（Ｉ）其中Ｒｆ是具有２至５个碳原子的直链或支链的全氟烷基，并且Ｍ是氢、ＮＨ４、锂、钠、或钾。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用含氢的支链氟代醚表面活性剂使氟化的单体在含水的聚合介质中分散聚合的方法。
技术介绍
氟化单体的含水分散聚合反应的典型方法包括将氟化单体送入到包含含氟表面活性剂和去离子水的热反应器中。在所述反应器中使用石蜡作为某些聚合反应的稳定剂， 例如聚四氟乙烯(PTFE)均聚物。使用自由基引发剂溶液，并且随着聚合反应的进行，加入额外的氟化单体以保持压力。在某些聚合物例如可熔融加工的TFE共聚物的聚合反应中使用链转移剂以控制熔融粘度。在若干小时后，停止给料，放空反应器，并且用氮气吹扫，并且将容器中的粗分散体转移到冷却容器中。为了可用于金属、玻璃和织物的含氟聚合物涂料中，通常将聚合物分散体转移到分散体浓缩操作过程中，其产生可用作涂料的稳定分散体。可制备某种等级的PTFE分散体以用于产生细粉。为此用途，将分散体凝结，除去含水介质，并且使PTFE干燥以产生细粉。 也可将用于模制树脂用途的可熔融加工的氟聚合物分散体凝结，并且干燥凝结的聚合物， 然后加工成简便形式诸如薄片、碎片或小丸，以用于后续熔融加工操作。高固体含量的含氟聚合物分散体的成功制备通常要求存在表面活性剂以稳定分散体，防止含氟聚合物颗粒的凝结。用于聚合反应中的含氟表面活性剂通常是阴离子、非调聚型表面活性剂，可溶于水，并且在反应条件下是稳定的。使用最广泛的含氟表面活性剂是如授予Berry的美国专利2，559，752中所公开的全氟链烷羧酸和盐，具体地讲是通常称为C8的全氟辛酸和盐，和通常称为C9的全氟壬酸和盐。由于近年来与全氟辛酸和盐相关的环境问题，在含氟聚合物聚合过程中减少或消除全氟辛酸和盐受到关注。未全氟化的氟化表面活性剂已被用作氟化单体的含水分散聚合反应中的分散剂。 当现有技术的全氟烷基被含氢原子的部分氟化的基团取代时，希望所述氢原子不经历链转移至这样的程度它们降低了弓I发速率或者导致聚合反应一旦弓I发就以低速率进行。例如， 日本专利申请390088 公开了用于四氟乙烯(TFE)的聚合和TFE与其它含氟单体的共聚的H(CF2CF2)2CH2OCF(CF3)COONH4的使用。还期望用于氟化单体的含水聚合的含氢表面活性剂有效地分散氟化聚合物，以便聚合反应可进行至高固体含量，同时在所期望的范围内产生粗粒度分散体(RDPS)。专利技术概述本专利技术提供一种方法，所述方法包括在包含引发剂和含氟表面活性剂的含水介质中聚合至少一种氟化单体，所述含氟表面活性剂具有式(I)RfCH2OCF (CF3) C (0) OM(I)其中&是具有2至5个碳原子的直链或支链的全氟烷基，并且M是氢、NH4、锂、钠、或钾。专利技术详述本专利技术所公开的是含氢的支链氟代醚表面活性剂，其提供用于含氟聚合物制造中的有效聚合试剂。尽管在部分氟化的表面活性剂中存在氢，本专利技术的方法提供快速的聚合引发和高的聚合速率。此外，该方法允许具有高固体含量的聚合物乳液和在期望范围内的粗粒度分散体的制备。所述方法包括在包含引发剂和聚合剂的含水介质中使至少一种氟化单体聚合以形成含氟聚合物颗粒的水分散体，所述聚合剂包含式(I)RfCH2OCF (CF3) C (0) OM(I)其中&是具有2至5个碳原子的直链或支链的全氟烷基，并且M是氢、NH4、锂、钠、 或钾。使用表面活性剂(I)的本专利技术方法比使用有氢取代末端碳上的一个氟的表面活性剂的现有技术的聚合方法更好。如以下实施例中所示，用具有CF3-端基的表面活性剂(I)的聚合反应具有比使用用HCF2-端基代替CF3-端基的表面活性剂的聚合反应更短的引发时间、更快的聚合速率、以及更低的粗分散体粒度。当M = NH4时，式(I)的化合物能够通过以下反应方案制备权利要求1.方法，所述方法包括在包含引发剂和含氟表面活性剂的含水介质中聚合至少一种氟化单体的步骤，所述含氟表面活性剂包含式(I)的化合物RfCH2OCF (CF3) C (0) OM (I)其中&是具有2至5个碳原子的直链或支链的全氟烷基，并且M是氢、NH4、锂、钠、或钾。2.权利要求1的方法，其中&是具有2至5个碳原子的直链全氟烷基，并且M是氢、 NH4、锂、钠、或钾。3.权利要求1的方法，其中&是具有3至5个碳原子的直链全氟烷基，并且M是氢、NH4。4.权利要求1的方法，其中所述聚合产生含氟聚合物颗粒的含水分散体，所述分散体具有至少约10重量％的含氟聚合物固体含量。5.权利要求1的方法，其中所述氟化单体选自四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟烷基乙烯、氟代乙烯基醚、氟乙烯、偏二氟乙烯、全氟-2，2-二甲基-1，3- 二氧杂环戊烯、全氟-2-亚甲基-4-甲基-1，3- 二氧杂环戊烷、全氟(烯丙基乙烯基醚)和全氟(丁烯基乙烯基醚)。6.权利要求1的方法，其中所述氟化单体是四氟乙烯。7.权利要求1的方法，其中所述氟化单体是四氟乙烯和至少一种另外的单体。8.权利要求1的方法，其中所述氟化单体是四氟乙烯和全氟(丙基乙烯基醚)。9.权利要求1的方法，其中所述聚合产生按生成的含氟聚合物的总重量计小于约25重量％的未分散的含氟聚合物。10.权利要求1的方法，其中所述聚合产生按生成的含氟聚合物的总重量计小于约10 重量％的未分散的含氟聚合物。全文摘要包括在包含引发剂和含氟表面活性剂的含水介质中聚合至少一种氟化单体的方法，所述含氟表面活性剂具有式(I)RfCH2OCF(CF3)C(O)OM(I)其中Rf是具有2至5个碳原子的直链或支链的全氟烷基，并且M是氢、NH4、锂、钠、或钾。文档编号C08F14/26GK102264778SQ200980152401 公开日2011年11月30日 申请日期2009年12月22日 优先权日2008年12月23日专利技术者R·B·拉里切夫 申请人:杜邦公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．方法，所述方法包括在包含引发剂和含氟表面活性剂的含水介质中聚合至少一种氟化单体的步骤，所述含氟表面活性剂包含式（Ｉ）的化合物ＲｆＣＨ２ＯＣＦ（ＣＦ３）Ｃ（Ｏ）ＯＭ（Ｉ）其中Ｒｆ是具有２至５个碳原子的直链或支链的全氟烷基，并且Ｍ是氢、ＮＨ４、锂、钠、或钾。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·B·拉里切夫，
申请(专利权)人：杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US