[发明专利]一种四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及含氟共聚物领域，具体涉及一种四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚组合物及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)具有耐化学腐蚀性、摩擦系数小，不吸水、不粘、不燃、耐候性好、介电性能优异等特点，是使用最广泛的氟树脂，但由于PTFE具有高结晶性，高熔点和高熔体粘度，使其很难熔融加工，且PTFE的抗蠕变性能较差，使PTFE的应用受到一定的限制。

为了改善PTFE的加工性能和机械性能，各大型公司相继开发出了可熔融加工的氟树脂，其重要的一种方法就是引入其他的含氟单体与四氟乙烯共聚，可以引入含氟单体包括六氟丙烯(HFP)、全氟代烷基乙烯基醚、三氟氯乙烯等。

四氟乙烯(TFE)与全氟代烷基乙烯基醚共聚合成的氟树脂(PFA)具有与PTFE相同的使用温度，耐化学性、低摩擦系数性能、且具有较低的熔体粘度，可以实现熔融加工，是使用范围更广泛的氟塑料。

四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚的共聚物是众所周知的，已有许多专利叙述过。所选用的分散剂可以是高纯水，也可以是非水的卤代烃溶剂。

俄罗斯专利RU2195465中公开了TFE与PFPVE在八氟环丁烷溶剂中，在全氟二酰基过氧化物的引发下进行共聚反应，反应介质为全氟有机溶剂，单体混合物按照规定的配比加入反应釜，反应过程中通过按比例补加单体混合物来保持反应压力。然后聚合物再经过组分分馏与反应物分离。对产品进行干燥后，得到氟树脂PFA。

美国专利US4546157中公开了在四氟乙烯和六氟丙烯共聚物中引入全氟代烷基乙烯基醚单体制备得到三元共聚物的方法，三元共聚物组成为95.8～80wt％的TFE、4～14％的HFP和0.2～6％的全氟烯烃醚。该反应可在水中聚合也可在卤代烃溶剂中进行。

中国专利公开号CN1617895A中公开了一种有四氟乙烯、六氟丙烯及全氟乙烯基醚单体共聚而成的含氟共聚物，其中四氟乙烯、六氟丙烯、全氟乙烯基醚的重量百分比为70～95:5～20:0～10。未提供专门的生产共聚物的方法。

上述现有技术的制备方法，或工艺复杂，溶剂损耗大，不适于大规模工业化生产，或得到的四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚组合物机械性能及加工性能不理想。

发明内容

本发明克服了现有技术的缺陷，提供了一种机械性能及加工性能优良的四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚组合物。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚组合物，按重量份数该组合物由以下组分组成：

四氟乙烯单体3.5-7份

全氟代烷基乙烯基醚1份

引发剂0.02-0.06份。

作为本发明的优选实施方案，所述的全氟代烷基乙烯基醚优选为全氟正丙基乙烯基醚、全氟异丙基乙烯基醚、全氟甲基乙烯基醚、全氟乙基乙烯基醚中的一种。

作为本发明的优选实施方案，所述的引发剂优选为全氟酰基过氧化物。

本发明还提供所述的四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚组合物的制备方法，按重量份数，将四氟乙烯单体3.5-7份、全氟代烷基乙烯基醚1份、引发剂0.02-0.06份加入溶剂中进行聚合反应，所述反应温度为20～50℃，反应压力为120～500kPa，反应结束后回收溶剂，即得到四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚组合物。

作为本发明的优选实施方案，所述的溶剂优选为1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷、八氟环丁烷、二氯八氟丁烷、二氯四氟乙烷、十氟戊烷、全氟甲基环己烷、二氯五氟乙烷中的一种。

作为本发明的优选实施方案，所述的溶剂与全氟代烷基乙烯基醚的质量比优选为10-35：1。

作为本发明的优选实施方案，所述的四氟乙烯单体重量的50～85％是在反应开始后以5-20kg/h的速率连续补加的。

本发明提供了一种四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物(PFA)，它具有与PTFE相同的使用温度(260℃)，耐化学性、低摩擦系数性能、且具有较低的熔体粘度，可以实现熔融加工，是使用范围更广泛的氟塑料。

与现有技术相比，本发明的优点为：

1、产品机械性能优良，拉伸强度在34.0MPa以上，断裂伸长率在345％以上；

2、产品加工性能优良，产品熔融指数在3.7～18g/10min之间，熔点在301～310℃之间；

3、制备方法工艺简单，绿色环保，溶剂可回收利用，适于大规模工业化生产。

具体实施方式