专利名称：一种中压缩比聚四氟乙烯分散树脂的生产方法
技术领域：
本发明属于化学工业中一种树脂的生产方法，特别是一种采用中压缩比生产聚四氟乙烯(简称PTFE)分散树脂的方法。以该方法生产的树脂尤其适用于生产宽为250～280mm无油生料密封带等用。
背景技术：
常规聚四氟乙烯分散树脂的生产普遍采用氧化——还原体系及单一的分散剂全氟辛酸铵，申请人此前亦采用该方法生产聚四氟乙烯(PTFE)分散树脂。采用该方法其乳液比重不高，乳液稳定性差，易因破乳而引发四氟乙烯单体爆聚的安全事故，且产品质量不能满足生产高级无油生料密封带的要求等弊病。
技术方案本发明的目的是研究设计一种中压缩比聚四氟乙烯分散树脂的生产方法，以达到提高聚合所得浮液比重及乳液聚合过程中的稳定性，防止因爆聚而发生安全事故，提高PTFE分散树脂的性能和质量等目的。
本发明的解决方案四氟乙烯分散聚合过程所得乳液是暂时的稳定体系，乳液比重越高，四氟乙烯乳液中的树脂越易析出，且易因破乳而发生爆聚事故；而四氟乙烯乳液比重的高低又直接影响乳液初级粒子的大小、形状和树脂分子量的大小，亦即影响着树脂的性能。因而，在提高乳液比重的同时，提高乳液体系的稳定性就成为提高树脂质量的关键。因此，本发明工艺方法包括A、首先将聚合用介质去离子水，引发剂过硫酸铵，主分散剂总用量60％～80％的全氟辛酸和氨水，助分散剂石蜡，PH值调节和防粘剂丁二酸按比例加入反应釜内，启动搅拌器并将釜内真空度抽至-0.09～-0.095Mpa后，再充填四氟乙烯气相单体将釜内压力升至不超过0.05Mpa的正压，取样分析并使其釜内含氧量≤30ppm；上述加入釜内各成份的比例，以去离子水的加入量为基准按重份计，当去离子水为100份时，过硫酸铵为5～13×10-4份，全氟辛酸8.0～13.5×10-2份，百分比浓度为28％的氨水2.2～5.0×10-2份，石蜡2.5～5份，丁二酸1～5×10-2份；B、聚合反应当氧含量合格后，将反应釜内物料温度升至60°～70℃后，陆续向釜内充入气相单体至釜内压力达到2.8±0.8Mpa止；保压反应或在釜内压力每下降0.1～0.8Mpa时则向釜内补充四氟乙烯单体至压力回升到额定值(即聚合反应压力设定上限值)，当充入的四氟乙烯单体达到总量的5～15％时，补加余下的全氟辛酸和氨水；同时在反应过程中强制移出反应热以使釜内反应温度保持在60°～120℃范围内；当充入釜内的聚四氟乙烯单体总量达45～65份后停止充入，至反应结束，停止搅拌；C、反应结束后，开启阀门将未反应的四氟乙烯单体抽入回收罐，乳液经冷却至低于50℃，回收固体石蜡后，即得聚合乳液，该乳液再经常规方法凝聚、洗涤、干燥处理即得目的物聚四氟乙烯分散树脂。
上述去离子水其电阻率为80～120万欧姆——厘米，色度2～3级。而所述将釜内真空度抽至-0.09～-0.095Mpa，在抽真空过程中还可输入N2气排氧1～3次。而强制移出反应热则是当反应温度达到80℃时，向反应釜夹套通入循环冷却水以使反应温度保持在要求范围内。而本发明反应的最佳温度范围为65°～95℃。所述当充入的四氟乙烯单体达总量的5～15％时，补加余下的全氟辛酸和氨水，补加时将其溶于全氟辛酸应补加重量35～45倍的去离子水中后再补加入反应釜内。
本发明由于采用全氟辛酸、氨水及石蜡作为复合分散剂，并使釜内氧含量≤30ppm，因而聚合过程中分散性好，乳化能力强，聚合乳液稳定，乳液中PTFE固体含量高，初级粒子粒径一般在50纳米左右，产品综合性能优良，聚合过程中不会发生爆聚性安全事故。因而本发明具有分散剂筛选和配比及工艺先进，产品性能优良，质量好，用于推压制管连续、厚簿均匀，光滑平直；用于制250～280mm宽幅无油生料密封带洁白柔软、厚簿均匀，抗张强度高，伸长率好等特点。
实施例本实施例采用容量为1000L带涡轮搅拌器和夹套的卧式反应釜。其实施方法A、向反应釜内加入去离子水650L，引发剂过硫酸铵6g，主分散剂全氟辛酸710g和百分比浓度为28％氨水250ml，助分散剂石蜡25kg，PH值调节和防粘剂丁二酸308g后，启动搅拌器并将釜内真空度抽至-0.093Mpa，为了使釜内含氧量易满足要求，本实施例在抽真空过程中输入N2气排氧2次；当釜内达到要求的真空度后再向釜内充填四氟乙烯单体至釜内压力回升到0.04Mpa，抽样分析釜内微氧含量，当氧含量≤30ppm时合格(否则重新作抽真空等处理)；本实施例搅拌器速度180转/分，上述各成份四氟乙烯单体纯度≥99.999％，石蜡为食品级，其余成份均为分析纯；B、当釜内含氧量合格后升温至釜内温度达65°时，连续向釜内注入气相四氟乙烯单体至釜内反应压力达到2.8Mpa，聚合反应中当釜内温度升至80℃时，向反应釜夹套内通入循环冷却水，以移出反应热并控制釜内温度不超过95℃；在反应过程中，当釜内压力下降至2.6Mpa时便向釜内补加四氟乙烯单体至釜压回升到2.8Mpa，反复循环操作；其中，当加入釜内的气相四氟乙烯单体达到20kg时，用计量泵以8L/小时的速度加入溶有200g全氟辛酸和70ml百分比浓度为28％的氨水的去离子水溶液8L；当TFE单体加入的总量达340kg时，停止加入，至终止反应，停止搅拌；C、反应结束后，开启阀门将未反应的TFE单体抽入回收罐并使釜内压力恢复到常压，将乳液从出料口放入储槽中冷却至45℃，回收上部已凝固析出的石蜡后，再按常规工艺凝聚、洗涤、干燥处理，即得330kg聚四氟乙烯分散树脂。
该分散树脂可用于加工宽度为250～280mm无油生料密封带等。
权利要求
1.一种中压缩比聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于该方法包括A、首先将聚合用介质去离子水，引发剂过硫酸铵，主分散剂总用量的60％～80％全氟辛酸和氨水，助分散剂石蜡，PH值调节和防粘剂丁二酸按比例加入反应釜内，启动搅拌器并将釜内真空度抽至-0.09～-0.095Mpa后，再充填四氟乙烯气相单体将釜内压力升至不超过0.05Mpa的正压，取样分析并使其釜内含氧量≤30ppm；上述加入釜内各成份的比例，以去离子水的加入量为基准按重份计，当去离子水为100份时，过硫酸铵为5～13×10-4份，全氟辛酸8.0～13.5×10-2份，百分比浓度为28％的氨水2.2～5.0×10-2份，石蜡2.5～5份，丁二酸1～5×10-2份；B、聚合反应当氧含量合格后，将反应釜内物料温度升至60°～70℃后，陆续向釜内充入气相单体至釜内压力达到2.8±0.8Mpa止；保压反应或在釜内压力每下降0.1～0.8Mpa时则向釜内补充四氟乙烯单体至压力回升到额定值，当充入的四氟乙烯单体达到总量的5～15％时，补加余下的全氟辛酸和氨水；同时在反应过程中强制移出反应热以使釜内反应温度保持在60°～120℃范围内；当充入釜内的聚四氟乙烯单体总量达45～65份后停止充入，至反应结束，停止搅拌；C、反应结束后，开启阀门将未反应的四氟乙烯单体抽入回收罐，乳液经冷却至低于50℃，回收固体石蜡后，即得聚合乳液，该乳液再经常规方法凝聚、洗涤、干燥处理即得目的物聚四氟乙烯分散树脂。
2.按权利要求1所述聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于去离子水的电阻率为80～120万欧姆——厘米，色度2～3级。
3.按权利要求1所述聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于所述将釜内真空度抽至-0.09～-0.095Mpa，在抽真空过程中还可输入N2气排氧1～3次。
4.按权利要求1所述聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于所述反应热则是当反应温度达到80℃时，向反应釜夹套通入循环冷却水以使反应温度保持在要求范围内。
5.按权利要求1所述聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于所述反应温度范围，其最佳范围为65°～95℃。
6.按权利要求1所述聚四氟乙烯树脂的生产方法；其特征在于所述补加余下的全氟辛酸和氨水，补加时将其溶于全氟辛酸应补加重量35～45倍的去离子水中后再补加入反应釜内。
全文摘要
该发明公开了一种中压缩比分散聚四氟乙烯树脂的生产方法，该方法包括采用去离子水作聚合介质，全氟辛酸、氨水和石蜡作分散剂，过硫酸铵作引发剂，丁二酸作pH调节和防粘剂。经配料、聚合反应及后处理从而制得目的物。该发明由于采用复合分散剂，其聚合过程中分散性好，乳化能力强，乳液中PTFE固体含量高且乳液稳定性好，不会发生爆聚性安全事故；初级粒子粒径一般在50纳米左右，产品综合性能优良。因此，本发明具有分散剂筛选和配比及工艺先进，产品质量好；用于推压制管连续、厚簿均匀、光滑平直，用于制250～280mm的无油生料带洁白柔软、厚簿均匀、抗张强度高、伸长率好等特点。
文档编号C08F114/26GK1463996SQ02113809
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月3日 优先权日2002年6月3日
发明者张在利, 张建新, 曾子敏, 何炯 申请人:中昊晨光化工研究院