[发明专利]利用过氧化氢减少含氟聚合物树脂变色的含氟聚合物分散体处理

说明书

技术领域

本发明涉及减少含氟聚合物树脂的热致变色的方法。

背景技术

用于氟化单体的水性分散聚合以产生含氟聚合物的典型方法包括将氟化单体进料到包含水性介质的受热反应器中，以及加入自由基引发剂以引发聚合反应。通常使用含氟表面活性剂以稳定所形成的含氟聚合物颗粒。在若干小时后，停止进料，放空反应器，并且用氮气吹扫，并且将容器中的原生分散体转移到冷却容器中。

所形成的含氟聚合物可从分散体中分离以获得含氟聚合物树脂。例如，称为PTFE细粉的聚四氟乙烯(PTFE)树脂通过使PTFE分散体凝结以使PTFE从水性介质中分离，然后干燥，经由使PTFE树脂从PTFE分散体中分离而制得。可用作模塑树脂的可熔融加工的含氟聚合物如四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物(FEP)和四氟乙烯和全氟(烷基乙烯基醚)的共聚物(PFA)的分散体可类似地凝聚，并且将凝聚的聚合物干燥，然后直接用于熔融加工操作中或熔融加工成方便的形式如薄片或粒料以用于后续熔融加工操作中。

由于与含氟表面活性剂相关的环境问题，在水性聚合反应介质中使用烃表面活性剂替代一部分或所有含氟表面活性剂受到关注。然而，当包含烃表面活性剂的含氟聚合物分散体形成，随后分离获得含氟聚合物树脂时，所述含氟聚合物树脂趋于热致变色。所谓热致变色是指加热时含氟聚合物树脂中形成或增加不可取的颜色。通常期望含氟聚合物树脂的颜色为无色或白色，并且对于趋于热致变色的树脂，加热时形成灰色或棕色，有时形成全黑色。例如，如果由包含烃表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的分散体制得的PTFE细粉转变成糊剂挤出形状或薄膜，随后烧结时，通常出现不可取的灰色或棕色颜色。烧结由包含烃表面活性剂SDS的分散体制得的PTFE时形成颜色，已描述于授予Punderson的美国专利3,391,099的实例VI中。相似地，当可熔融加工的含氟聚合物如FEP或PFA由包含烃表面活性剂如SDS的分散体制得时，在首先熔融加工含氟聚合物时，例如在熔融加工成适宜形式如薄片或粒料以供后续使用时，通常出现不可取的颜色。

发明内容

本发明提供了减少含氟聚合物树脂的热致变色的方法，所述含氟聚合物树脂通过使含氟单体在水性分散体介质中聚合形成水性含氟聚合物分散体并且将所述含氟聚合物与所述水性介质分离获得所述含氟聚合物树脂而制得。已发现，可如下减少含氟聚合物树脂的热致变色：

使所述水性含氟聚合物分散体暴露于过氧化氢。

优选地，如由CIELAB色标上的L*的％变化测量的，所述方法使热致变色减少至少约10％。

本发明的方法可用于表现出轻微至严重范围内的热致变色的含氟聚合物树脂。本发明的方法可用于在处理前表现出热致变色的含氟聚合物树脂，所述热致变色显著大于使用全氟辛酸铵含氟表面活性剂制得的商业品质的等同含氟聚合物树脂。当所述含氟聚合物树脂具有在CIELAB色标上比使用全氟辛酸铵含氟表面活性剂制得的商业品质的等同含氟聚合物树脂的L*值低至少约4个L单位的初始热致变色值(L*_i)时，使用本发明的方法是有利的。

本发明尤其可用于由水性含氟聚合物分散体，优选在烃表面活性剂存在下聚合的水性含氟聚合物分散体获得的含氟聚合物树脂，所述分散体通过使包含导致热致变色的烃表面活性剂的含氟单体聚合而制得。

具体实施方式

含氟单体/含氟聚合物

含氟聚合物树脂通过在水性介质中使含氟单体聚合形成水性含氟聚合物分散体而制得。所述含氟聚合物由至少一种氟化单体(含氟单体)制得，即其中至少一种单体包含氟，优选为具有至少一个附接到双键碳上的氟或氟代烷基的烯属单体。氟化单体和由此获得的含氟聚合物各自优选包含至少35重量％的F，优选至少50重量％的F，并且所述氟化单体优选独立地选自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、三氟氯乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟烷基乙烯、氟代乙烯基醚、氟乙烯(VF)、偏二氟乙烯(VF2)、全氟-2，2-二甲基-1，3-二氧杂环戊烯(PDD)、全氟-2-亚甲基-4-甲基-1，3-二氧杂环戊烷(PMD)、全氟(烯丙基乙烯基醚)和全氟(丁烯基乙烯基醚)、以及它们的混合物。优选的全氟烷基乙烯单体是全氟丁基乙烯(PFBE)。优选的氟代乙烯基醚包括全氟(烷基乙烯基醚)单体(PAVE)，诸如全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(PEVE)和全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)。非氟化烯属共聚单体诸如乙烯和丙烯可与氟化单体共聚。