[发明专利]可熔性聚四氟乙烯的后处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及可熔性聚四氟乙烯造粒料的制备方法。更具体地说，本发明涉及可熔性聚四氟乙烯的后处理方法。用本发明方法制得的可熔性聚四氟乙烯造粒料具有低的不稳定端基含量。

背景技术

可熔性聚四氟乙烯(PFA)是四氟乙烯(TFE)与少量全氟烷基乙烯基醚(PAVE)的共聚物。聚四氟乙烯树脂首先由美国杜邦公司于1973年开发成功，商品名为Teflon PFA。世界上聚四氟乙烯树脂的主要生产厂家有杜邦、日本大金、日本旭硝子、3M和苏威公司，目前在国内还未有厂家生产，上海三爱富公司进行过普通级聚四氟乙烯树脂的研究工作。

现有技术文献比较详细介绍了可熔性聚四氟乙烯的合成方法。

美国专利3,635,926公开了一种四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚在含有少量氟碳溶剂的水介质中的共聚反应，典型的聚合反应如下：将引发剂（过硫酸铵）和表面活性剂（全氟辛酸铵）加入到不锈钢容器中，封闭容器后，用四氟乙烯(TFE)吹扫，吸入水、氟碳溶剂和全氟烷基乙烯基醚(PAVE)，加热混合物至聚合反应温度（70-95℃），通入四氟乙烯并维持聚合反应压力(1.7-2.4MPa)。为改善端基稳定性，在反应介质中加入少量碳酸铵（缓冲剂）。反应结束时，停止通TFE并放空未反应单体。

美国专利3,528,954公开了一种四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚在含氢（每个碳原子一个）、氯和氟的卤化溶剂中的共聚方法，典型的聚合反应如下：容量为一升的带夹套不锈钢压力容器，抽空后加入860ml1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烯(113)和10.6g全氟丙基乙烯基醚，加热至50℃时导入四氟乙烯至207kPa，此时，将1%的全氟丙酰过氧化物溶液注入引发反应，反应开始后，通四氟乙烯以维持压力恒定，循环冷却水控制反应温度。通常反应十分钟后，停止通入四氟乙烯，卸出聚合物悬浮液，经过滤后在100℃烘箱中干燥16小时。

但是，用现有技术方法得到的可熔性聚四氟乙烯的最大缺陷是存在高含量的不稳定端基数。含有高含量不稳定端基的可熔性聚四氟乙烯对其性能影响很大，在可熔性聚四氟乙烯加工过程中，在空气中O₂的作用下，例如-COOH、-COF、-CH₂OH、-CF=CF₂等不稳定端基会水解或热解，产生HF和CO₂等分解物。HF会腐蚀加工设备，并且把金属的腐蚀物带入可熔性聚四氟乙烯制品中，使可熔性聚四氟乙烯制品纯度下降、色泽加深；CO₂使可熔性聚四氟乙烯制品存在气泡和孔隙等缺陷，影响它的机械性能及稳定性。

因此，本领域需要对现有技术合成得到的聚四氟乙烯进行后处理，以减少不稳定端基的含量。

发明内容

本发明的目的就是提供一种对现有技术合成得到的可熔性聚四氟乙烯进行后处理，以减少不稳定端基的含量。

因此，本发明的一个方面是提供一种可熔性聚四氟乙烯的后处理方法，它包括如下步骤：

(1)使通式为Rf-O-CF=CF₂的全氟烷基乙烯基醚与四氟乙烯聚合，形成可熔性聚四氟乙烯，其中Rf是具有1-8个碳原子的全氟烷基，所述全氟烷基乙烯基醚与四氟乙烯的单体重量比为1：10-1：100；

(2)将所述可熔性聚四氟乙烯共聚物溶解在溶剂中；

(3)加入无机盐或碱，将温度升温至70-250℃，并保温2-6小时。

用本发明上述方法处理后得到的可熔性聚四氟乙烯材料具有体积密度大，颗粒均匀可控，热稳定性好，能够直接用于挤出，得到透明有光泽的粒料。

具体实施方式

在本发明中，术语“不稳定端基”是指在可熔性聚四氟乙烯材料加工成制品（例如挤出加工）过程中容易发生例如分解反应的端基，这种端基的非限定性例子有，例如-COOH、-COF、-CH₂OH、-CF=CF₂等。

本发明方法包括使通式为Rf-O-CF=CF₂的全氟烷基乙烯基醚与四氟乙烯聚合，形成可熔性聚四氟乙烯，其中Rf是具有1-8个碳原子的全氟烷基，所述全氟烷基乙烯基醚与四氟乙烯的单体重量比为1：10-1：100。