[发明专利]细乳液聚合法制备高固含量可熔性聚四氟乙烯乳液的方法

说明书

本发明涉及含氟聚合物技术领域，具体涉及一种细乳液聚合法制备高固含量可熔性聚四氟乙烯乳液的方法。所述的细乳液聚合法制备高固含量可熔性聚四氟乙烯乳液的方法，步骤如下：(1)将分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀形成水相；(2)将全氟烷基乙烯基醚单体，助乳化剂，链转移剂，有机助剂混合搅拌，形成油相；(3)将水相和油相混合预乳化后，进行进一步乳化分散，得到细乳液；(4)在细乳液中持续通入四氟乙烯单体，并加入引发剂进行聚合反应，达到目标产物理论固含量后停止反应，即得目标产物可熔性聚四氟乙烯乳液。本发明的在保证乳液稳定性前提下，提高乳液固含量，一步制备出高固含量的乳液。

技术领域

本发明涉及含氟聚合物技术领域，具体涉及一种细乳液聚合法制备高固含量可熔性聚四氟乙烯乳液的方法。

背景技术

高固含量乳液具有生产效率高，成膜时间短，贮存运输成本低等优点。在多数情况下，工业乳液固含量低于55％，超过这个限值，乳液黏度就会急剧增加，反应中自加速更加剧烈且不耐剪切，不易制备稳定的聚合物乳液。增大乳液粒径，加宽粒径分布是获得高固含量量乳液的有效途径。

对聚合物乳液而言，如果能在大乳胶粒间隙中填充适当粒径和数量的小乳胶粒或使乳胶粒发生变形，乳液呈多元粒径分布，使乳液黏度降低，便可进一步提高聚合物的固含量。

细乳液是在乳化剂和共乳化剂等的共同作用下，通过超声或者高剪切作用力等均化方式形成的单体液滴分散体系，以液滴成核方式进行的一种乳液聚合方法，形成的液滴直径50-1000nm。细乳液聚合不同于常规乳液聚合的胶束成核或均相成核机理，主要是单体液滴成核。

细乳液聚合不仅乳液稳定性较高，且基于聚合前所形成的稳定多分散的单体液滴体系和独特的液滴成核场所，最终的聚合物体系也呈现出多分散性。因此，细乳液聚合法在高固含量乳液的制备方面具有天然优势。

目前市售的PFA浓缩分散液，固含量一般为30％-50％，大多是聚合乳液通过浊点沉降法和真空浓缩法得到的。目前未见有关采用细乳液聚合法制备高固含量可熔性聚四氟乙烯乳液的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种细乳液聚合法制备高固含量可熔性聚四氟乙烯乳液的方法，在保证乳液稳定性前提下，提高乳液固含量，进而提高产品生产设备的效率，不仅能一步制备出高固含量的乳液，且与传统的利用沉降法和真空浓缩工艺制备浓缩分散液相比，省去后期使用大量乳化剂，处理高COD上清液的环保问题，以及能耗高，时间长，生产成本高的问题。

本发明所述的细乳液聚合法制备高固含量可熔性聚四氟乙烯乳液的方法，步骤如下：

(1)将分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀形成水相；

(2)将全氟烷基乙烯基醚单体，助乳化剂，链转移剂，有机助剂混合搅拌，形成油相；

(3)将水相和油相混合预乳化后，进行进一步乳化分散，得到细乳液；

(4)在细乳液中持续通入四氟乙烯单体，并加入引发剂进行聚合反应，达到目标产物理论固含量后停止反应，即得目标产物可熔性聚四氟乙烯乳液。

步骤(1)中，分散剂为本领域已知的含氟表面活性剂，可以是单一表面活性剂，也可以是混配表面活性剂，例如全氟己酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟癸酸、全氟辛磺酸、全氟庚磺酸、全氟-2，5-二甲基-3，6-二氧杂壬酸、壬基酚聚氧乙烯醚等，市售的其他含氟表面活性剂均可作为本发明方法中所使用的分散剂；分散剂的用量为目标产物聚四氟乙烯乳液干料量的2-5wt％。

步骤(1)中，去离子水与四氟乙烯单体的质量比为0.5～3:1。

步骤(2)中，全氟烷基乙烯基醚单体优选全氟正丙基乙烯基醚，其用量为四氟乙烯单体质量的1～15％。