[发明专利]一种改性PTFE分散树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性PTFE分散树脂及其制备方法，该PTFE分散树脂粒子为包括内核、第二层和第三层的三层结构，内核为PTFE核，第二层为PTFE均聚物，第三层为氟化烯烃改性PTFE。制备方法包括在反应初期，加入成核剂帮助成核，同时添加全氟烷基乙烯基醚对核结构层进行改性，进行TFE的均聚反应，加入改性单体及链转移剂，然后通入四氟乙烯直至反应结束。本发明制备的PTFE分散树脂具有良好的糊状挤出性能、优异的机械性能和热稳定性好以及高透明性。本发明通过成核剂的加入以及核壳结构的改善，在最大程度地保留原始PTFE树脂的性能方面还能够获得一种同时具备良好糊状挤出性能、优异机械性能和热稳定性好以及高透明度的改性PTFE树脂。

技术领域

本发明属于高分子树脂领域，涉及一种改性PTFE分散树脂及其制备方法。

背景技术

分散树脂是聚四氟乙烯的一个重要品种，它是四氟乙烯单体的介质中，由乳化剂分散成乳液状态进行聚合的产物。根据使用要求以及国际上流行的分类方法，一般将压缩比大于1000:1的分散树脂称之为高压缩比分散树脂。其中压缩比定义为模压成型的预成型物截面积与推压成型制品的截面积之比。常规均聚聚四氟乙烯分散树脂是直链型、高洁净度的分散树脂，具有最高热稳定性，但具有极低的熔体流动，压缩比低，一般用于加工生料带、弹性带、大口径管等制品，在用作糊状挤出中小口径管、毛细管和电线电缆时，会出现制品开裂的情况，不能得到机械和电性能优良的制品。因此研发改性PTFE树脂一直以来时氟树脂的重要研究方向。

大金和杜邦的众多专利中都介绍了利用核壳双层结构制备高压缩比改性PTFE。该种方法制备的高压缩比PTFE具有良好的糊状挤出性能，然而在同时兼具机械性能、热稳定性和透明性多方面时，高压缩比PTFE树脂的性能还有进一步改善的空间。PTFE树脂在糊状挤出过程中，粒子受剪切力而纤维化，如果粒径分散不均匀，大的很大，小的很小，大的粒子在很小的剪切力下就能够变形纤维化，而相比之下那些小的粒子受到的剪切力不够，不能变形纤维化，这样的成型物烧结后，大小粒子收缩情况不一，从而导致挤出物表面不光滑。而且由于纤维收缩不均一，没有填满加工过程中有机溶剂挥发后留下来的空隙，使得烧结后的成品有一定的孔隙率，影响制品的重量，特别是影响制品的机械性能，当高压缩比PTFE树脂应用于液压软管，动态缆线等长期处于应力的工况下时，由于制品的机械性能不均一性，导致使用寿命急剧缩短。在糊状挤出过程中，相比粒径小的树脂，粒径大的颗粒在很小的剪切力下就能纤维化，从而对挤出压力的要求比较低，因此对于糊状挤出过程，粒径大的颗粒相比粒径小的颗粒更有利。显而易见，如何控制PTFE颗粒的粒径及均一性，显得非常重要。PTFE乳液聚合，成核阶段对树脂的一次粒径和数量起决定性作用。合理地控制成核阶段的粒径分布，最终能够极大地改善树脂成型物的机械性能和挤出压力。本发明提供的一种高压缩比PTFE的制备方法，通过成核剂的加入以及核壳结构的改善，在最大程度地保留原始PTFE树脂的性能方面还能够获得一种同时具备良好糊状挤出性能、优异机械性能和热稳定性好以及高透明度的改性PTFE树脂。该种PTFE树脂能够广泛应用于绝缘材料(常用在飞机、火箭及导弹、各种电子仪器和高温用的导线)；发电机输油管及火箭燃料输油管；粘滞物用软管、液压控制设备用软管等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备高压缩比的PTFE分散树脂的制备方法，该方法制备的树脂具有良好的糊状挤出性能、优异的机械性能和热稳定性好以及高透明性。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种改性PTFE分散树脂，其特征在于：PTFE分散树脂粒子为包括内核、第二层和第三层的三层结构，内核为PTFE核，第二层为PTFE均聚物，第三层为氟化烯烃改性PTFE。PTFE核结构采用加入成核剂和核改性单体全氟烷基乙烯基醚系列的方式，在控制PTFE核的数量及颗粒均一性的同时能够提高热稳定性，第二层为PTFE均聚物，最大程度地保留了PTFE的原有特性，第三层壳采用氟化烯烃改性，极大程度地降低了挤出压力。

进一步，氟化烯烃为六氟丙烯或三氟氯乙烯的一种。