[发明专利]一种聚四氟乙烯分散浓缩液及其制备方法

说明书

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浓缩液及其制备方法；所述聚四氟乙烯分散浓缩液的制备方法为：以四氟乙烯单体为原料经乳液聚合反应得聚四氟乙烯分散液；所述乳液聚合反应的温度为85±1℃；本发明通过对聚合过程的控制，得到形态均匀一致、大而饱满的初级粒子，并且直接得到固含量43％的聚四氟乙烯分散液，提高单釜产量并减少后处理真空浓缩过程中对大粒径初级粒子的破坏，节约能源，实现环保；本发明所得的聚四氟乙烯分散浓缩液对填料分散性好，经烧结后涂层颜色好、涂层表面光泽性能优异、耐磨性好、附着力强、成膜性好且成膜极限膜裂厚度高，提高了涂膜的应用性能和使用寿命。

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浓缩液及其制备方法。

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，它可在-250～250℃温度范围内长期使用。随着科学技术的快速发展，人们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。

中国专利文件CN1754894A公开了改性聚四氟乙烯及其制造方法，具体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。上述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220nm～500nm。但是该专利文件中使用全氟辛酸铵做分散剂，且没有对乳液的粒子大小与形态进行控制，在用于涂层制作时，存在乳化剂残留过多，涂层杂质含量较高。

中国专利文件CN101223231A公开了聚四氟乙烯水性分散液及其制造方法，具体公开了一种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。但该专利文件没有对乳液聚合中的改性剂与分散剂的加入量进行控制，并且在后处理过程中加入较多的表面活性剂，造成粒子形态不均匀等问题。

中国专利文件CN1568336A公开了四氟乙烯－全氟丁基乙烯共聚物，具体公开了一种通过水性分散聚合技术制备四氟乙烯和全氟丁基乙烯共聚物的聚合方法以及由此制得的树脂，共聚物中包含0.02-0.6％重量共聚单体，共聚物的粒度0.175-0.203微米，标准比重小于2.143；用含上述共聚物的四氟浓缩液制作涂层，由于粒度较小，出现涂层厚度低，易开裂、光泽度低等问题。

现有技术通过对聚合过程的控制可以得到固含量为35％的分散液，但利用现有技术制得的固含量为43％的分散液存在破乳现象，进而导致固液分离，产生工业垃圾，造成对环境的污染。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种聚四氟乙烯分散浓缩液的制备方法；通过对聚合过程的控制，得到形态均匀一致、大而饱满的初级粒子，并且直接得到固含量43％的聚四氟乙烯分散液，提高单釜产量并减少后处理真空浓缩过程中对大粒径初级粒子的破坏，节约能源，实现环保。

具体而言，本发明所述的制备方法以四氟乙烯单体为原料经乳液聚合反应得聚四氟乙烯分散液，向所述聚四氟乙烯分散液中加入乳化剂后，真空浓缩；

其中，所述乳液聚合反应的温度为85±1℃；所述乳化剂为异构醇聚氧乙烯醚和/或仲醇聚氧乙烯醚，所述乳化剂的用量为所述四氟乙烯单体总量的3.5～4.5％。