[发明专利]使用2-烷氧基乙酸盐表面活性剂生产含氟聚合物的方法

说明书

本发明涉及一种在水性介质中聚合含氟单体的方法，所述方法包括以下步骤：在反应器中形成包含2‑烷氧基乙酸盐表面活性剂和含氟单体的水性乳液；并且通过在反应混合物中加入引发剂引发所述含氟单体的聚合。优选地，用于本方法的表面活性剂是2‑[(2‑己基癸基)氧基]乙酸钠或2‑十二烷基乙酸钠。

技术领域

本发明涉及使用非氟化表面活性剂聚合含氟单体的方法。更具体而言，本发明涉及使用2-烷氧基乙酸盐表面活性剂的水性聚合方法。

背景技术

含氟聚合物因其极端的耐化学性和良好的介电性质而备受关注。它们通常由一个或多个氢原子已被氟原子取代的烯烃合成。此类聚合物中最重要的成员是聚四氟乙烯(PTFE)、水性PTFE、微粒PTFE、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚氟乙烯(PVF)、氟化乙烯聚合物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)和聚偏二氟乙烯(PVDF)。它们主要通过包括水性体系在内的非均相聚合反应制造。通常，该反应需要在合适的水性反应介质中的单体和自由基引发剂。含氟单体的水性聚合通常需要能够在聚合反应期间乳化反应物和反应产物的表面活性剂。如下所述，在含氟聚合物的合成中选择的表面活性剂通常是全氟表面活性剂或部分氟化的表面活性剂。含氟聚合物生产中最常用的全氟烷基表面活性剂是全氟辛酸铵(AFPO)。

美国专利US 7932333 B2号公开了一种方法，该方法包括在含有引发剂和聚合剂的水性介质中聚合至少一种氟化单体以形成含氟聚合物颗粒的水性分散体，该聚合剂包含具有至少约800g/mol的数均分子量的含氟聚醚酸或其盐；和含氟聚醚酸或盐表面活性剂。美国专利US 7777075 B2号提供了一种由通式(I)：Rf¹OCHFCF₂ORf²COOM表示的含氟醚羧酸。含氟醚羧酸可以适合用作表面活性剂。该专利还公开了一种使用含氟醚羧酸作为表面活性剂的含氟聚合物生产方法和含氟聚合物水性分散体。

美国专利US 7897682 B2号公开了一种在引发剂和聚合剂存在下在水性介质中聚合至少一种氟化单体的方法，用以形成含氟聚合物固体含量为至少约10重量％的含氟聚合物颗粒的水性分散体。聚合剂为含氟聚醚酸或其盐与烃类表面活性剂的组合。

前述含氟表面活性剂是昂贵的、特殊的材料，难以合成并且由于它们的高稳定性在环境中长期存在。它们在环境中的持久性导致生物体中的生物积累。因此，它们现在受到环境和监管机构的监视。全氟辛烷磺酸(PFOS)于2009年被添加到关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约的化学品清单中，并且几乎所有PFOS的使用在欧洲都被禁止，仅有一些豁免。氟烷基物质(PFAS)的最终法规尚未颁布；PFAS的当前标准通常采用指南或咨询级别的形式。根据公告EU 757/2010，任何物质不得含有超过0.001重量％限制的PFOS。在美国，PFOS的制造于2002年被主动淘汰。

一种使用非氟化表面活性剂的含氟单体聚合方法将解决上述生态系统中的持久性和含氟表面活性剂的生物累积问题，并将得到更便宜和简化的工艺。因此，需要探索在含氟单体的水性聚合中使用非氟化表面活性剂。

发明目的：

本发明的主要目的是克服现有技术中的上述问题。

本发明的另一个目的是提供一种使用非氟化表面活性剂进行含氟单体的水性聚合的方法。

本发明的又一个目的是提供一种使用非氟化2-烷氧基乙酸盐表面活性剂进行含氟聚合物的水性聚合的方法。

本发明的又一目的是提供一种用于制备含氟聚合物的简化的一步法。

本发明的另一个目的是提供一种制备含氟聚合物的方法，该方法没有使表面活性剂失活和成核的步骤。

本发明的另一个目的是提供一种制备具有最佳粒径的含氟聚合物的方法。

本发明的又一目的是提供包含非氟化2-烷氧基乙酸盐表面活性剂的含氟聚合物分散体。