專利名稱：中壓縮比聚四氟乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)工業(yè)中一種樹(shù)脂的生產(chǎn)方法，特別是一種采用中壓縮比生產(chǎn)分散聚四氟乙烯(簡(jiǎn)稱PTFE)樹(shù)脂的方法。該方法生產(chǎn)的樹(shù)脂尤其適用于生產(chǎn)10～25mm寬無(wú)油生料密封帶等。
背景技術(shù)：
常規(guī)分散聚四氟乙烯樹(shù)脂聚合普遍采用氧化——還原體系及單一的分散劑(全氟辛酸銨)，申請(qǐng)人此前亦采用該方法生產(chǎn)聚四氟乙烯(PTFE)分散樹(shù)脂。采用該聚合方法其乳液比重不高，乳液穩(wěn)定性差，易因破乳而引發(fā)四氟乙烯(TFE)單體爆聚的安全事故，且產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足生產(chǎn)較高級(jí)無(wú)油生料密封帶的要求等弊病。
技術(shù)方案本發(fā)明的目的是研究設(shè)計(jì)一種中壓縮比聚四氟乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方法，以達(dá)到提高聚合所得浮液比重、提高乳液的穩(wěn)定性，防止因爆聚而發(fā)生安全事故，提高PTFE分散樹(shù)脂的性能和質(zhì)量等目的。
本發(fā)明的解決方案四氟乙烯分散聚合所得水乳液是暫時(shí)的穩(wěn)定體系，乳液比重越高，四氟乳液的樹(shù)脂越易折出，且易因破乳而發(fā)生爆聚事故；而四氟乳液比重的高低又直接影響乳液初級(jí)粒子的大小、形狀和樹(shù)脂分子量的大小，亦即影響著樹(shù)脂的性能。因而，在提高乳液比重的同時(shí)提高乳液體系的穩(wěn)定性就成為提高樹(shù)脂質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，本發(fā)明工藝方法包括A、向反應(yīng)釜中按比例加入聚合用介質(zhì)去離子水，引發(fā)劑過(guò)硫酸銨，主分散劑全氟辛酸、助分散劑氨水和NaOH或KOH，活化劑Cu2+離子水后，啟動(dòng)攪拌器并將釜內(nèi)真空度抽至-0.09～-0.095Mpa，再充填四氟乙烯單體將釜內(nèi)壓力上升至不超0.05Mpa的正壓，取樣分析并使其含氧量≤50ppm；加入釜內(nèi)各成份的比例，以去離子水的加入量為基準(zhǔn)按重份計(jì)，當(dāng)去離子水為100份時(shí)，過(guò)硫酸銨為2.5～4.0×10-3份，全氟辛酸8～12×10-2份，NaOH或KOH4～7×10-2份，重量百分比濃度為0.1％的Cu2+離子水1～3×10-2份；B、聚合反應(yīng)將反應(yīng)釜內(nèi)物料升溫至45°～60℃后，陸續(xù)向釜內(nèi)充入氣相四氟乙烯單體至釜內(nèi)壓力達(dá)到2.8±0.8Mpa止；保壓反應(yīng)或在釜內(nèi)壓力每下降0.1～0.8Mpa時(shí)則向釜內(nèi)補(bǔ)充四氟乙烯單體至壓力回升到額定值(即聚合反應(yīng)壓力設(shè)定上限值)，同時(shí)在反應(yīng)過(guò)程中強(qiáng)制移出反應(yīng)熱以使釜內(nèi)反應(yīng)溫度保持在40°～120℃范圍內(nèi)；當(dāng)充入釜內(nèi)的四氟乙烯單體總量達(dá)45～55份后停止充入，至反應(yīng)結(jié)束；C、反應(yīng)結(jié)束后，開(kāi)啟閥門(mén)將未反應(yīng)的四氟乙烯單體抽入回收罐，即得聚合乳液，該乳液再經(jīng)常規(guī)方法凝聚、洗滌、干燥處理即得目的物聚四氟乙烯分散樹(shù)脂。
上述去離子水其電阻率為80～120萬(wàn)歐姆——厘米，色度2～3級(jí)。所述強(qiáng)制移出反應(yīng)熱是指當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到70℃時(shí)，通過(guò)冷卻水經(jīng)反應(yīng)釜夾套循環(huán)冷卻以使反應(yīng)溫度保持在要求范圍內(nèi)。所述反應(yīng)溫度保持在40°～120℃范圍內(nèi)，其最佳溫度范圍為55°～85℃。而所述啟動(dòng)攪拌器，當(dāng)攪拌器為錨式攪拌器時(shí)，其攪拌速度為60～100轉(zhuǎn)/分。
本發(fā)明由于采用復(fù)合分散劑且配方篩選合理，因而在聚合過(guò)程中分散性好，乳化能力強(qiáng)，聚合乳液穩(wěn)定、乳液中PTFE固體含量高，比重大，初級(jí)粒子粒徑一般在50納米左右，產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良；聚合過(guò)程中不會(huì)發(fā)生爆聚性安全事故。因而，本發(fā)明具有分散劑篩選和配比及工藝先進(jìn)，產(chǎn)品與無(wú)機(jī)填料和有機(jī)溶劑配伍性能優(yōu)良，質(zhì)量好；其用于推壓制管連續(xù)、厚簿均勻、光滑平直，用于制無(wú)油生料密封帶潔白柔軟、厚簿均勻、抗張強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率好，出帶率99％等特點(diǎn)。
實(shí)施例本實(shí)施例采用250L帶錨式攪拌器和夾套的反應(yīng)釜。具體實(shí)施方法
A、向反應(yīng)釜內(nèi)加入去離子水180L，引發(fā)劑過(guò)硫酸銨6g，主分散劑全氟辛酸150g，助分散劑百分比濃度為28％的氨水100ml、KOH10g，活化劑重量百分比濃度為0.1％的Cu2+離子水25ml后，啟動(dòng)攪拌器并將釜內(nèi)真空度抽至-0.093Mpa，然后再向釜內(nèi)充填四氟乙烯單體至釜內(nèi)壓力回升到0.04Mpa，抽樣分析釜內(nèi)微氧含量，當(dāng)氧含量≤50ppm時(shí)合格(否則重抽真空處理)；攪拌速度75～80轉(zhuǎn)/分，上述各成份四氟乙烯單體純度≥99.99％，其余成份均為分析純；B、當(dāng)釜內(nèi)含氧量合格后升溫至釜內(nèi)溫度達(dá)55°時(shí)，連續(xù)向釜內(nèi)注入氣相四氟乙烯單體(TFE)至釜內(nèi)反應(yīng)壓力達(dá)到2.8Mpa，聚合反應(yīng)中當(dāng)釜內(nèi)溫度升至70℃時(shí)，向反應(yīng)釜夾套內(nèi)注入循環(huán)冷卻水，以移出反應(yīng)熱并控制釜內(nèi)溫度不超過(guò)85℃；在反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)釜內(nèi)壓力下降至2.6Mpa時(shí)，向釜內(nèi)補(bǔ)加TFE氣相單體至釜壓2.8Mpa，反復(fù)循環(huán)至充入的TFE單體總量達(dá)97kg，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)氣相溫度與液相溫度之差Δt≥2℃時(shí)終止反應(yīng)；C、反應(yīng)結(jié)束后，開(kāi)啟閥門(mén)將未反應(yīng)的TFE單體抽入回收罐并使釜內(nèi)壓力恢復(fù)到常壓后，由出料孔將聚合乳液放入攪拌機(jī)內(nèi)，得PTFE樹(shù)脂含量23％(wt)的聚合乳液，該乳液經(jīng)按常規(guī)工藝凝聚、洗滌、干燥處理，即得78kg聚四氟乙烯分散樹(shù)脂。
所得分散樹(shù)脂可用于加工寬度為10～25mm、厚50～80μm的無(wú)油生料密封帶等。
權(quán)利要求
1.一種中壓縮比聚四氟乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方法；其特征在于該方法包括A、向反應(yīng)釜中按比例加入聚合用介質(zhì)去離子水，引發(fā)劑過(guò)硫酸銨，主分散劑全氟辛酸、助分散劑氨水和NaCH或KOH，活化劑Cu2+離子水后，啟動(dòng)攪拌器并將釜內(nèi)真空度抽至-0.09～-0.095Mpa，再充填四氟乙烯單體將釜內(nèi)壓力上升至不超0.05Mpa的正壓，取樣分析并使其含氧量≤50ppm；加入釜內(nèi)各成份的比例，以去離子水的加入量為基準(zhǔn)按重份計(jì)，當(dāng)去離子水為100份時(shí)，過(guò)硫酸銨為2.5～4.0×10-3份，全氟辛酸8～12×10-2份，NaOH或KOH4～7×10-2份，濃度為0.1％的Cu2+離子水1～3×10-2份；B、聚合反應(yīng)將反應(yīng)釜內(nèi)物料升溫至45°～60℃后，陸續(xù)向釜內(nèi)充入氣相四氟乙烯單體至釜內(nèi)壓力達(dá)到2.8±0.8Mpa止；保壓反應(yīng)或在釜內(nèi)壓力每下降0.1～0.8Mpa時(shí)則向釜內(nèi)補(bǔ)充四氟乙烯單體至壓力回升到額定值，同時(shí)在反應(yīng)過(guò)程中強(qiáng)制移出反應(yīng)熱以使釜內(nèi)反應(yīng)溫度保持在40°～120℃范圍內(nèi)；當(dāng)充入釜內(nèi)的四氟乙烯單體總量達(dá)45～55份后停止充入，至反應(yīng)結(jié)束；C、反應(yīng)結(jié)束后，開(kāi)啟閥門(mén)將未反應(yīng)的四氟乙烯單體抽入回收罐后，即得聚合乳液，該乳液再經(jīng)常規(guī)方法凝聚、洗滌、干燥處理即得目的物聚四氟乙烯分散樹(shù)脂。
2.按權(quán)利要求1所述聚四氟乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方法；其特征在于所述去離子水其電阻率為80～120萬(wàn)歐姆——厘米，色度2～3級(jí)。
3.按權(quán)利要求1所述聚四氟乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方法；其特征在于所述強(qiáng)制移出反應(yīng)熱是指當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到70℃時(shí)通過(guò)冷卻水經(jīng)反應(yīng)釜夾套循環(huán)冷卻以使反應(yīng)溫度保持在要求范圍內(nèi)。
4.按權(quán)利要求1所述聚四氟乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方法；其特征在于所述反應(yīng)溫度保持在40°～120℃范圍內(nèi)，其最佳溫度范圍為55°～85℃。
5.按權(quán)利要求1所述聚四氟乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方法；其特征在于所述啟動(dòng)攪拌器，當(dāng)攪拌器為錨式攪拌器時(shí)，其攪拌速度為60～100轉(zhuǎn)/分。
6.按權(quán)利要求1所述聚四氟乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方法；其特征在于所述充入四氟乙烯單體的純度≥99.99％。
全文摘要
該發(fā)明公開(kāi)了一種中壓縮比分散聚四氟乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方法，該方法包括采用去離子水作聚合介質(zhì)，全氟率酸和氨水及NaCH或KOH作為分散劑，過(guò)硫酸銨作引發(fā)劑，Cu
文檔編號(hào)C08F2/12GK1463995SQ02113808
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月3日
發(fā)明者張?jiān)诶? 何炯, 曾子敏, 張建新 申請(qǐng)人:中昊晨光化工研究院