[发明专利]一种四氟乙烯改性聚偏氟乙烯树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种四氟乙烯改性聚偏氟乙烯树脂的制备方法，该方法以四氟乙烯和偏氟乙烯为单体原料，进行聚合反应；其中，所述四氟乙烯和偏氟乙烯聚的摩尔比为(1～60)：(40～99)。本发明进一步对树脂制备过程中的聚合条件、分散剂、引发剂以及链转移剂等进行优化，以确保采用环保的制备工艺，获得高温稳定性优异的树脂产品。本发明提供的四氟乙烯改性聚偏氟乙烯树脂熔点为180～235℃，较常规的聚偏氟乙烯树脂的熔点更高，可以保障树脂具有良好耐高温性能，从而提高了树脂的高温稳定性能，提高了树脂的应用领域，有利于后续加工。

技术领域

本发明涉及树脂的工业生产领域，具体涉及一种四氟乙烯改性聚偏氟乙烯树脂及其制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种重要的含氟聚合物，具有优异的抗疲劳性、加工性、耐候性、耐化学品性以及优良的光学、电学性能，并且广泛应用于航空、电子、能源、汽车、化学工业等领域，但是由于常规的PVDF在高温热稳定性不佳，通常在大于180℃时，就有部分挥发物移除，从而限制了该产品的加工及应用，因此制备具有高温热稳定性的改性PVDF树脂具有重要的意义。

专利文献CN108047383A公开了一种聚偏氟乙烯共聚物的制备方法，即将聚偏氟乙烯溶解于溶剂中，与有机碱混合加热处理，得到碱处理的聚偏氟乙烯溶液；再将碱处理后的聚偏氟乙烯在紫外线吸收剂和引发剂的作用下进行接枝反应，得到聚偏氟乙烯共聚物；但是该聚偏氟乙烯在聚合过程中加入了紫外线吸收剂，降低了产品的耐高温性能，不利于材料的高温热熔融加工和使用。

专利文献CN102642358A公开了一种聚偏氟乙烯薄膜，即聚偏氟乙烯薄膜包括两个聚偏氟乙烯层及设置在所述两个聚偏氟乙烯层之间的中间层，但是在于所述中间层加入了乙烯-醋酸乙烯共聚物或(和)聚甲基丙烯酸甲酯，不利于环保友好，降低了PVDF热加工性能，表现在PVDF制品加工过程中有较多酸性气体和挥发物移除，降低了聚偏氟乙烯树脂耐高温性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的技术中聚偏氟乙烯树脂的合成方法不够环保、所合成的聚偏氟乙烯树脂熔点低使其高温稳定性差等缺陷，提供一种四氟乙烯改性聚偏氟乙烯树脂。

具体而言，本发明提供的四氟乙烯改性聚偏氟乙烯树脂的制备方法，是以四氟乙烯和偏氟乙烯为单体原料，进行聚合反应。

其中，所述四氟乙烯和偏氟乙烯聚的摩尔比为(1～60)：(40～99)，更优选为(5～30)：(70～95)，进一步优选为(20～25)：(75～80)。

作为本发明的一种优选方案，所述偏氟乙烯的摩尔数占聚合单体摩尔总数的40～99％(余量为四氟乙烯)，更优选为70～95％(余量为四氟乙烯)，进一步优选为75～80％(余量为四氟乙烯)。

本发明通过在聚偏氟乙烯的单体原料中加入一定量的四氟乙烯单体，可以得到热稳定性优异的改性聚偏氟乙烯树脂，从而提高聚偏氟乙烯树脂的加工性能，保持其加工过程和使用过程的高温稳定性。

本发明所述聚合反应是乳液聚合，以水为介质，优选在温度70～95℃、压力2.0～4.0MPa的条件下进行，更优选在温度80～90℃、压力2.0～4.0MPa的条件下进行。在上述反应条件下进行聚合反应2～4小时，即可获得收率良好、具有优异热稳定性的改性聚偏氟乙烯树脂。

本发明提供的制备方法需要在水介质中加入分散剂(即乳化剂)，再通入单体原料，以便于反应充分进行。并且，为了引起聚合反应的发生，需要加入引发剂和链转移剂。

具体而言，本发明所述聚合反应的体系中可加入全氟辛酸盐作为分散剂，所述全氟辛酸盐可以包括它的铵盐、钠盐或钾盐。所述分散剂的用量优选为：每100重量份水介质中加入0.01～5重量份分散剂，更优选每100重量份水介质中加入0.1～0.5重量份分散剂。