[发明专利]一种高分子量适用于加工双向拉伸膜的聚四氟乙烯分散树脂的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子领域，涉及一种聚四氟乙烯分散树脂的生产方法，该树脂分子量高，性能稳定，尤其适用于加工双向拉伸膜。

技术背景

常规聚四氟乙烯分散树脂普遍存在分子量低，强度不高，均不能满足生产双向拉伸膜的性能要求，主要适用于生产生料带、挤出管、棒等；也有资料介绍用改性聚四氟乙烯加工双向拉伸膜，但其存在工艺复杂，成本高，性能不稳定等缺点。

发明内容

本发明的目的是研究发明一种适用于加工双向拉伸膜的聚四氟乙烯分散树脂的生产方法，以工艺简单，成本低，性能稳定为前提，通过调整全氟辛酸铵质量和用量，来达到提高聚合所得乳液比重及乳液聚合过程中的稳定性；通过调整原料TFE纯度和引发剂用量，来提高PTFE分散树脂的分子量；通过调整丁二酸质量和用量，来提高PTFE分散树脂性能和质量等。

本发明的解决方案：该发明采用了高纯四氟乙烯单体为原料，其聚合过程受其他杂质单体而诱发链终止的几率降低，减少了聚合过程中因杂质诱发链终止生成的低分子量聚合物，通过提高由偶合终止的自由基聚合，获得高分子量四氟乙烯聚合物。

同时聚合过程中采用了PH值调节剂丁二酸，根据羧酸的化学性质，羧酸中的氢离介质得到酸根负离子；带有一个负电荷。但是这个负电荷并不是集中在一个氧原子上的，而是平均分散在两个氧原子上，这种电子结构具有与单电子的基团相互吸引的倾向，而聚合体系中活性的聚合物自由基由于大量的氟原子的影响，具有单电子自由基末端的原子也有与单电子形成成对电子的倾向；聚合过程中由于加入二元酸后由于有相互形成成对电子的倾向，致使羧基与活性自由基靠近。因此在自由基活性链末端时刻存在着羧基的作用，使自由基间的偶联终止出现位阻，因而减少了聚合初期因偶联终止生成低分子量聚合物的数量，使聚四氟乙烯分子量分布变窄。因此本方案通过调整丁二酸纯度和用量，来提高PTFE分散树脂性能和质量。

另外聚合过程中采用了全氟辛酸铵溶液。在提高乳液浓度的同时，也要提高乳液体系的稳定性。因此本方案通过调整全氟辛酸铵质量和用量，来达到提高聚合所得乳液浓度及乳液聚合过程中的稳定性。

因此，本发明工艺方法包括：

本发明提供一种高分子量适用于加工双向拉伸膜的聚四氟乙烯分散树脂的生产方法，采用乳液聚合法进行自由基聚合；其特征在于，以高纯四氟乙烯单体为原料，去离子水为介质，在稳定剂、表面活性剂、引发剂、和PH值调节剂存在下，在反应压力为2.0～5.0Mpa，反应温度为60～107℃的条件下进行聚合，得到初级粒子在20纳米左右，浓度在20～30％的分散乳液；乳液经配料、凝聚、烘干制得平均粒径为350～650um的聚四氟乙烯树脂。所述聚四氟乙烯树脂的生产方法：

加入釜中各种试剂的比例，均以去离子水为基准：

稳定剂为石蜡，石蜡用量为去离子水的质量的3％～8％。

表面活性剂为全氟辛酸铵，全氟辛酸铵的加入量为去离子水质量的0.01％～1％。

引发剂为过氧化物，优选的是过硫酸铵。引发剂的加入量为去离子水质量的0.5～5ppm；优选的，引发剂过硫酸铵的入量为去离子水质量的0.5～3ppm。

调节剂为丁二酸，丁二酸的加入量为去离子水质量的0.05％～1％；TFE反应量为去离子水质量的20％～50％。

所述高纯四氟乙烯单体是指聚合用四氟乙烯单体总杂质含量小于等于8PPM。

优选的，聚合条件反应压力2.5～3.5Mpa。

所述聚四氟乙烯分子量达8×10⁶以上。

作为聚合方法，可采用乳液聚合法等。

具体实施方式

下面详细说明本发明。

本发明的一种适用于加工双向拉伸膜的聚四氟乙烯分散树脂的生产方法是通过连续聚合法在特定的反应体系中进行的自由基聚合得到的含氟聚合物。本方案通过控制单体质量和调节引发剂、丁二酸、全氟辛酸铵溶液的加入量来控制聚合物的分子量，从而调节树脂性能和质量等。