[发明专利]一种降低含氟聚合物中杂质含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高纯度含氟聚合物的制备方法。换句话说，本发明涉及一种控制或降低含氟聚合物中杂质含量的方法，采用本发明方法可获得具有相对高纯度的含氟聚合物。

背景技术

含氟聚合物包括含氟树脂和含氟橡胶，主要是指偏氟乙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯的均聚物、两者或多种上述单体的共聚物、这些单体与六氟丙烯、乙烯、丙烯、三氟乙烯、氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚的二元、三元共聚物、或者两种或多种上述均聚物或共聚物的掺混物。含氟聚合物的杂质含量会直接影响到其后的加工应用。例如，杂质含量较高的氟树脂在用于电线电缆时会导致电性能下降；氟树脂用于涂料时，杂质含量直接影响到涂料配置过程中的气泡程度以及涂层等的性质。另外，从现有技术文献中可知，在加工如挤出、注塑过程中如果产物的杂质含量过高，产品易产生黄变等现象。

在氟聚合物工业生产中，常用的聚合方法有乳液聚合、悬浮聚合等方法。不论何种方法在反应体系中都或多或少地存在着区别于反应产物的物质，主要是分散剂、悬浮剂、防粘剂等。对于乳液聚合而言，还需要加入凝聚剂。这些物质在反应过程中必不可少，对产物的各种性质有着非常大的影响，如分散剂会影响到产物的一次粒径和产物乳液的稳定性等；防粘剂对产物的乳液稳定性、防粘附等方面有帮助；乳液聚合中所采用的凝聚剂对产物的表观粒径有影响等。

为了消除杂质对最终产物的影响，现有技术提出了可接受的杂质含量范围。例如中国专利CN1526742A中提及乳液聚合中表面活性剂的含量最好控制在300ppm以下、石蜡等的含量应控制在200ppm以下等。

为了将杂质含量控制在可接受的范围内，现有技术提出许多用于降低杂质含量的后处理方法，例如，英国专利GB 1212422提出采用热水对残留引发剂进行处理，以改善产品的热稳定性。但是如果将这种方法用于大批量处理，则不但需要选择合适的洗涤介质，更需要采用合适的洗涤方式以改善洗涤的均匀性。

美国专利US 4,128,517提出了一种洗涤除去杂质的方法，它采用两个洗涤塔组成的系统，反应乳液和洗涤水按照一定的比例连续加入洗涤塔，通过漂洗至杂质含量达到要求。虽然这种方法可有效降低杂质的含量，但是该方法的设备系统较繁琐，且设备的设计上都有一定要求，从而允许成本较高。

受让人为日本大金工业有限公司的美国专利US 6,268,469公开了一种固-液分离方法，它包括边搅拌边将凝结剂加入含氟聚合物颗粒的水性乳液中以凝结该含氟聚合物颗粒，得到凝结颗粒的淤浆；过滤该淤浆得到滤饼；用水洗涤滤饼以除去残留的引发剂和乳化剂和压榨该滤饼。虽然该美国专利提到的用水洗涤聚合物颗粒以除去残留的引发剂和乳化剂并压榨除去洗涤水的方法能有效地降低杂质含量，但是这种方法存在着杂质含量无法控制均匀，以及耗水量较大的问题。

因此，还需要提供一种纯化含氟聚合物的方法，采用这种方法可有效地进一步降低杂质的含量。

发明内容

本发明的一个发明目的是提供一种纯化含氟聚合物的方法，采用这种方法可有效地降低杂质的含量，得到杂质含量分布均匀的含氟聚合物粉体产品。

因此，本发明的一个方面提供一种含氟聚合物的制备方法，它包括如下步骤：

(a)通过乳液或悬浮聚合制得含氟聚合物；

(b)将凝聚后的乳液泵入一个压滤系统进行压滤，得到滤饼；

(c)采用气相介质式破碎方法对所述滤饼进行预破碎，破碎后的块状颗粒，其最大粒径控制在200mm以下；

(d)采用液相介质式破碎方法将得到的块状颗粒粉碎成最大粒径小于60μm的粉体状颗粒；

(e)将破碎好的粉体状颗粒分散在25～100℃的水中，得到水性分散体；

(g)将所述水性分散体泵入一个压滤系统进行压滤，经烘干得到一定水含量的含氟聚合物产物。

在本发明的一个较好实例中，本发明方法在步骤(e)和(g)之间它还包括(f)重复上述步骤(b)和(c)并将所用的总水量与干料重量之比控制在20～100∶1。

本发明方法将气相介质式破碎和液相介质式破碎方法相结合，在洗涤除去夹杂在聚合物中的杂质的同时极大地减少了水的用量，在降低成本的同时减轻了环境压力。

具体实施方式

本发明含氟聚合物的制备方法包括通过乳液聚合制备含氟聚合物的步骤。在本发明中，术语“含氟聚合物”是指偏氟乙烯、四氟乙烯、三氟氯乙烯单体的均聚物、两种或多种这些单体的共聚物、或是这些单体与六氟丙烯、乙烯、丙烯、三氟乙烯、氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚形成的的二元共聚物或三元共聚物，或者上述均聚物和/或共聚物的混合物。