[发明专利]一种四氟乙烯改性氟橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种四氟乙烯改性氟橡胶的制备方法，该方法由四氟乙烯、三氟氯乙烯和偏氟乙烯组成初始混合单体，采用乳液聚合的方式进行聚合反应；反应过程中补充加入由四氟乙烯、三氟氯乙烯和偏氟乙烯组成的补加混合单体，维持反应器中的压力稳定。本发明提供的方法可以保证改性橡胶产品具有良好硫化性能、耐热性、耐药品性、耐溶剂性、耐氟化性、耐真空性、耐油性、耐老化等，其硫化胶的拉伸强度可达22～25Mpa，扯断伸长率大于300％，扩大了此类橡胶的应用领域。

技术领域

本发明属于氟橡胶生产领域，具体涉及一种四氟乙烯改性氟橡胶及其制备方法。

背景技术

橡胶分子中含有氟原子，氟原子与碳原子组成的C-F性能很高，同时氟原子有极大的吸附效应，使氟碳分子链中的C-C键性能增强，且随其氟化程度的提高而增强，氟原子可以把C-C主键较好的加以屏蔽从而保证了C-C键的化学惰性。这种特殊的分子结构，使氟橡胶具有优异的耐热性、耐药品性、耐溶剂性、耐氟化性、耐真空性、耐油性、耐老化等多种特异性能。

氟橡胶F2301是由偏氟乙烯、三氟氯乙烯两种单体按一定摩尔比共聚而成的弹性体，其氯含量约为12～16％，具有优异的耐酸性和耐化学药品性。特别是耐发烟硝酸性能卓越。氟橡胶F2301经过硫化、加工成型等可以得到不同形状氟橡胶F2301制品。然而，现有的氟橡胶F2301的硫化胶的拉伸强度仅为14～17MPa，不利于其制品的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种四氟乙烯改性氟橡胶的制备方法，本发明提供的方法通过在聚合反应过程中加入特定比例的四氟乙烯，从而确保所得到的改性橡胶产品具有良好的硫化性、耐热性、耐药品性、耐溶剂性、耐氟化性、耐真空性、耐油性、耐老化性等。

具体而言，本发明提供的四氟乙烯改性氟橡胶的制备方法，由四氟乙烯、三氟氯乙烯和偏氟乙烯组成初始混合单体，采用乳液聚合的方式进行聚合反应；所述反应过程中补充加入由四氟乙烯、三氟氯乙烯和偏氟乙烯组成的补加混合单体，维持反应器中的压力稳定。

所述初始混合单体中，四氟乙烯的摩尔数占初始混合单体摩尔总数的3～10％，优选为4～9％。

所述补加混合单体中，四氟乙烯的摩尔数占补加混合单体摩尔总数的3～10％，优选为6～9％。

本发明提供的方法通过加入四氟乙烯对氟橡胶进行改性，并分别限定初始混合单体和补加混合单体中各自四氟乙烯的加入比例，从而提高所得改性氟橡胶产品的强度。

为了进一步提高改性后氟橡胶的综合性能，本发明进一步优选所述初始混合单体由四氟乙烯、三氟氯乙烯和偏氟乙烯以摩尔比(1～10)：(20～50):(40～70)组成，更优选以摩尔比(4～9)：(25～45):(50～65)组成。

为了进一步提高改性后氟橡胶的综合性能，本发明进一步优选所述补加混合单体由四氟乙烯、三氟氯乙烯和偏氟乙烯以摩尔比(1～10)：(25～35):(55～75)组成，更优选以摩尔比(6～9)：(25～30):(60～70)组成。

本发明提供的制备方法采用本领域已知的乳液聚合法，聚合反应在水中进行，且体系中加入分散剂、引发剂以及链转移剂。

具体而言，本发明提供的方法优选包括如下步骤：

(1)在聚合反应器中加入去离子水，抽空处理至氧含量≤30ppm时，加入分散剂，通入所述初始混合单体，加热至70～100℃；

(2)聚合反应器内压力升至1.6～4.0Mpa时，加入引发剂和链转移剂开始反应，补充所述补加混合单体使反应过程中聚合反应器内的压力维持稳定；

(3)所述聚合反应所得乳液中固体所占质量百分比达到28～32％时，结束反应。