[发明专利]四氟乙烯基共聚物及其制备方法

说明书

本发明属于含氟高分子材料领域，具体涉及一种四氟乙烯基共聚物及其制备方法。所述的四氟乙烯基共聚物是包含90～98wt％的四氟乙烯，1～7wt％的全氟正丙基乙烯基醚和1～3wt％的具有CF₂＝CFCF₂[OCF₂CF(CF₃)]_nOR_f结构全氟丙烯基烷氧基醚或其含氢衍生物的三元共聚物，其中，n是0～5的整数，R_f是具有1～5个碳原子的全氟烷基或含氢原子的衍生物；所述的四氟乙烯基共聚物具有良好的熔融流动性和热稳定性能，柔韧性强，透明度高，表面光洁度高；所述的制备方法，采用绿色环保溶剂，避免了对大气臭氧层的破坏，节能环保。

技术领域

本发明属于含氟高分子材料领域，具体涉及一种四氟乙烯基共聚物及其制备方法。

背景技术

可熔性聚四氟乙烯由1972年在美国专利US3635926中首次公布，其商品名为Teflon PFA。它是四氟乙烯和少量全氟丙基乙烯基醚的共聚物，其主链结构赋予其与聚四氟乙烯十分相近的性能，具有优良的化学稳定性、物理机械性能、电绝缘性能、润滑性、不粘性、耐老化性、不燃性和热稳定性。因主链中含有全氟烷氧基侧基，增加了链的柔顺性，改善了聚合物的熔体粘度，使其可用一般的加工工艺进行热加工。

可熔性聚四氟乙烯在工程领域中有很多应用，早期可熔性聚四氟乙烯树脂在化工方面应用于实验用烧杯、烧瓶等反应器皿和反应釜、精馏塔、储槽、管道、管配件和软管等。随着工业的发展，现如今应用范围更广，可用作半导体制作过程中的元件，电子元件离型膜、设备防护膜，加热电线、特殊电线的绝缘层等。

现有技术文献比较详细地介绍了可熔性聚四氟乙烯的聚合方法，但主要是四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的两元共聚物，很少有专利文献报道在聚合反应时用第三单体对可熔性聚四氟乙烯进行改性，来提高可熔性聚四氟乙烯某一种或多种特定的性能。

日本大金公司在专利JP2003246823A和JP2007197561A中公开了一种包含四氟乙烯，P PVE和全氟乙基乙烯基醚(PEVE)的三元共聚物，该三元共聚物在常温和更高温度下显示出优异的透明度和强度，但共聚单体的侧链相对较短，柔性差，相对于普通两元单体制备的可熔性聚四氟乙烯树脂产品的柔韧性改进并不显著。

大金公司在美国专利US4499249中公开了一种四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚两元共聚物的制备方法。该方法采用悬浮聚合，以为引发剂，全氟烷基乙烯基醚具有如下结构式：

其中，X是F原子或者H原子，a是0～4的整数，b是0～7的整数，典型的例子如PMVE、PEVE和PPVE。通过该方法制备的四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚共聚物具有较低的不稳定端基含量和优异的耐折寿命。但聚合所用引发剂引发效率较高，聚合需要准确控制引发剂的加入量，熔融指数对引发剂的加入量变化较敏感。

3M公司在美国专利US20040024155A1中公开了一种CF₂＝CFO(CF₂)_nOR_f结构单体，其中n是2～6的整数，f是具有1～6个碳原子的全氟烷基基团。该专利中使用四氟乙烯与少量CF₂＝CFO(CF₂)_nOR_f结构单体的衍生单元共聚，再适当加入常规烯烃单体，如六氟丙烯，由于共聚单体的侧链是长的线性柔性链，显著改善了产品的弯曲疲劳强度，柔韧性，透光率，化学和热应力开裂性能。不足之处是，产物熔点低，熔点低限160℃，热稳定性相对较差。