[发明专利]一种聚四氟乙烯分散液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚四氟乙烯分散液的制备方法，包括：(1)在预先加入水相反应介质、分散剂、稳定剂和pH值调节剂的反应釜中，加入改性剂和引发剂，并持续性投入气相单体四氟乙烯，在压力1.0～2.0MPa条件下进行反应；(2)当四氟乙烯投料量达到总量的15～25％时停止反应，回收反应釜内气相物质后，再持续性投入气相单体四氟乙烯，在压力2.0～3.0MPa条件下进行反应；(3)当四氟乙烯投料量达到总量的85～95％时停止反应，回收反应釜内气相物质后，加入链转移剂和引发剂，并持续性投入气相单体四氟乙烯，在压力1.0～2.0MPa条件下进行反应，即得。本发明得到的聚四氟乙烯分散液具有极强的耐黄变性、表面光泽度好、成膜性及成膜极限膜裂厚度高，平滑度、耐龟裂性、不粘性优异等特点。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚四氟乙烯分散液及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯优良的耐化学腐蚀性、耐高低温性、耐老化性、低摩擦性、不粘性、生理惰性，使它在化工、机械、电气、建筑、医疗等领域成为不可缺少的特种材料，它在-250～250℃温度范围内长期使用。随着科学技术的快速发展，世界经济日益繁荣，人们的生活越来越丰富多彩，对环境的保护意识增强，对物质文化生活水平的要求越来越高。于是为满足人们高水准的生活要求，高功能、多性能材料应运而生。聚四氟乙烯涂料就是其中之一，由于其具有其它涂料无法拥有的耐热性和耐久性、防粘等多功能特性，使其在现代工业和高技术领域乃至生活用品产业等领域发挥重要的作用。

在专利CN101223231A中，介绍了一种PTFE水性分散液，其含有55～75wt％的平均粒径为100～500nm的聚四氟乙烯(PTFE)微粒，相对于PTFE质量为0.0001～0.02％的全氟辛酸铵等碳数为8的特定的含氟羧酸盐(APFO)，相对于PTFE质量为1～20％的特定非离子表面活性剂，以及相对于PTFE的质量为0.01～0.3％的全氟己酸铵等碳数5～7的特定含氟羧酸盐。该分散液有较好的摩擦稳定性，可防止增粘等良好特性。但是该专利没有对乳液聚合中的改性剂与分散剂的加入进行控制，并且在后处理过程中加入较多的表面活性剂，且并未对乳液的光泽度、成膜性及成膜的极限膜裂厚度进行说明。

在CN1754894A中，公开了一种成膜性优越、可以形成透明性优越的覆膜的改性聚四氟乙烯、其水性分散体、水性分散液组合物及上述改性聚四氟乙烯的制造方法。其中所述的改性聚四氟乙烯是聚合四氟乙烯和共聚单体而得到的，其共聚单体的量占改性PTFE质量的0.1％～1.0％，所得的PTFE乳液的平均一次粒径为220～500nm。但在其公开的技术方案中没有引入“核-壳”结构，没有控制初级粒子的形态与分布，并对成膜的极限膜裂厚度未提及。

在CN102086243A中，公开了一种高光泽度聚四氟乙烯分散浓缩液的制备方法，其是在高压反应釜中加入去离子水、引发剂、分散剂、稳定剂以及聚合单体进行乳液聚合反应，得到改性聚四氟乙烯聚合液，经后处理浓缩得到聚四氟乙烯分散浓缩液。但其在公开的技术方案中只是介绍了聚合过程中加入改性单体，先均聚再共聚，且只对分散浓缩液的光泽度做了介绍，对乳液的成膜性及成膜的极限膜裂厚度未进行说明。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种聚四氟乙烯分散浓缩液的制备方法。

本发明提供的方法参考“核-壳”理论，聚合过程中压力采用变压方式操作且聚合中间过程回收气相四氟乙烯单体二次，以实现粒子软-硬-软的三层分子结构设计，并采用特定的加入方式加入改性剂以及链转移剂，形成产品的三层结构中里、外两层改性结构，得到的聚四氟乙烯分散液具有极强的耐黄变性、表面光泽度好、成膜性及成膜极限膜裂厚度高，平滑度、耐龟裂性、不粘性优异等特点。

具体而言，本发明提供的方法包括以下步骤：

(1)在预先加入水相反应介质、分散剂、稳定剂和pH值调节剂的反应釜中，加入改性剂和引发剂，并持续性投入气相单体四氟乙烯，在压力1.0～2.0MPa条件下进行反应；