专利名称：一种耐高温和高透明的聚三氟氯乙烯的制备方法
技术领域：
本发明涉及聚三氟氯乙烯的制备方法，具体涉及一种耐高温和高透明聚三氟氯 乙烯(PCTFE)的制备方法。
背景技术：
聚三氟氯乙烯具有良好的化学惰性，耐化学腐蚀和耐热性、高的机械强度及韧 性，优良的介电性能及光学性能。聚三氟氯乙烯在液氧、液氮和液化天然气中不发生脆 裂，不蠕变，有效使用温度广(-240°C-205°C)。但是由于目前聚三氟氯乙烯几乎都采用非氟的引发剂，导致聚三氟氯乙烯的末 端为非氟端基，这种端基在加工过程中会导致链会导致链降解，严重影响产品的颜色和 性能。美国专利US2751376，US2863916，US2902477, US3045000 专利采用氯气或臭
氧等强氧化剂对聚三氟氯乙烯的端基进行处理，能够改善聚三氟氯乙烯的耐热性能，但 由于强氧化剂的介入使得聚三氟氯乙烯中的部分低分子量的聚合物已经发生了分解，从 而导致整个聚三氟氯乙烯的颜色变黄或变咖啡色，从而影响聚三氟氯乙烯的制膜。美国专利US6706803采用过硫酸钾作为引发剂合成聚三氟氯乙烯，中国专 利CN101113186采用过硫酸盐或过氧化物作为引发剂合成聚三氟氯乙烯，中国专利 CN101643523采用过氧化二碳酸酯作为引发剂合成聚三氟氯乙烯。按照这些文献合成的 聚三氟氯乙烯经过高温加工和螺杆切粒后颜色均发生了黄变。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温和高透明的聚三氟氯乙烯的制备 方法，本方法制备的聚三氟氯乙烯具有优异的力学性能，并且耐高温。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种耐高温和高透明的聚三氟 氯乙烯的制备方法，其特征在于包括如下步骤三氟氯乙烯在偶氮类引发剂作用下，在去离子水中制备聚三氟氯乙烯树脂，然 后用氟化钴对聚三氟氯乙烯进行封端处理。所述引发剂为偶氮二异辛腈、偶氮二异壬腈、偶氮二异癸腈、偶氮二异辛腈盐 酸盐、偶氮二异壬腈盐酸盐或偶氮二异葵腈盐酸，所述引发剂的用量占三氟氯乙烯重量 百分比的0.02 0.1%。所述的去离子水的电导率为0.02 0.1 μ。所述三氟氯乙烯与去离子水的重量比为1 5 10。所述氟化钴与聚三氟氯乙烯的重量比为1 50 100。所述聚三氟氯乙烯树脂在温度30 100°C，聚合压力为0.5 1.2Mpa环境下， 反应10 16小时制备。所述聚合温度优选为50 70°C，所述聚合压力优选为0.6 l.OMpa，所述反应时间优选为12 15小时。所述封端处理的反应温度为160 170°C，反应压力为0.6 1.5Mpa，停留时间 为1 3小时。本发明制备的聚三氟氯乙烯具有优异的力学性能，并且耐温达到400°C，在 300°C下10小时不变色。
具体实施例方式通过以下实施例对本发明做进一步说明。实施例采用ASTM D-1430的标准进行 检测。实施例1在50L 304SS不锈钢带夹套和搅拌的高压釜中投入电导率为0.02的去离子水40 公斤，然后在聚合釜中加入8公斤三氟氯乙烯单体，启动搅拌装置，在夹套中通人低压 蒸气，控制聚合釜内的温度为58°C，聚合釜的压力为0.69Mpa。当聚合体系温度达到 58°C时，用计量泵泵入4克偶氮二异辛腈，然后保持体系温度58°C，体系压力0.69Mpa， 12小时，排净体系压力，将聚三氟氯乙烯粉末和水的从聚合釜的底部放出，采用板式过 滤机将聚三氟氯乙烯粉末和水分离，将聚三氟氯乙烯粉末在烘箱烘干，得到6公斤的聚 三氟氯乙烯干燥粉末。将6公斤聚三氟氯乙烯粉末加入15L带有搅拌和加套的合金材料的氟化釜，然后 加入120克氟化钴，启动氟化釜的搅拌，在夹套中通入0.9Mpa压力的蒸汽，控制氟化釜 的体系温度为160°C，氟化釜的压力0.8Mpa，保持该温度和压力2小时。将氟化封端后的聚三氟氯乙烯粉末用水洗体，干燥得到5.8公斤的聚三氟氯乙烯 粉末，将聚三氟氯乙烯粉末根据ASTM D-1430制成相应的样品条进行检测，检测结果见 表1。实施例2在50L 304SS不锈钢带夹套和搅拌的高压釜中投入电导率为0.06 μ的去离子水 35公斤，然后在聚合釜中加入5公斤三氟氯乙烯单体，启动搅拌装置，在夹套中通人低 压蒸气，控制聚合釜内的温度为70°C，聚合釜的压力为0.9Mpa。当聚合体系温度达到 70°C时，用计量泵泵入5克偶氮二异壬腈，然后保持体系温度70°C，体系压力0.9Mpa， 13小时，排净体系压力，将聚三氟氯乙烯粉末和水的从聚合釜的底部放出，采用板式过 滤机将聚三氟氯乙烯粉末和水分离，将聚三氟氯乙烯粉末在烘箱烘干，得到4公斤的聚 三氟氯乙烯干燥粉末。将4公斤聚三氟氯乙烯粉末加入15L带有搅拌和加套的合金材料的氟化釜，然后 加入67克氟化钴，启动氟化釜的搅拌，在夹套中通入0.9Mpa压力的蒸汽，控制氟化釜的 体系温度为170°C，氟化釜的压力l.OMpa，保持该温度和压力1小时。将氟化封端后的聚三氟氯乙烯粉末用水洗体，干燥得到3.7公斤的聚三氟氯乙烯 粉末，将聚三氟氯乙烯粉末根据ASTM D-1430制成相应的样品条进行检测，检测结果见 表1。实施例3在50L 304SS不锈钢带夹套和搅拌的高压釜中投入电导率为0.08 μ的去离子水40公斤，然后在聚合釜中加入5公斤三氟氯乙烯单体，启动搅拌装置，在夹套中通人低 压蒸气，控制聚合釜内的温度为58°C，聚合釜的压力为0.69Mpa。当聚合体系温度达到 58°C时，用计量泵泵入4克偶氮二异癸腈，然后保持体系温度58°C，体系压力0.69Mpa， 15小时，排净体系压力，将聚三氟氯乙烯粉末和水的从聚合釜的底部放出，采用板式过 滤机将聚三氟氯乙烯粉末和水分离，将聚三氟氯乙烯粉末在烘箱烘干，得到3.5公斤的聚 三氟氯乙烯干燥粉末。将3.5公斤聚三氟氯乙烯粉末加入15L带有搅拌和加套的合金材料的氟化釜，然 后加入35克氟化钴，启动氟化釜的搅拌，在夹套中通入0.9Mpa压力的蒸汽，控制氟化釜 的体系温度为160°C，氟化釜的压力0.8Mpa，保持该温度和压力2小时。将氟化封端后的聚三氟氯乙烯粉末用水洗体，干燥得到3.4公斤的聚三氟氯乙烯 粉末，将聚三氟氯乙烯粉末根据ASTM D-1430制成相应的样品条进行检测，检测结果见 表1。实施例4在50L 304SS不锈钢带夹套和搅拌的高压釜中投入电导率为0.1 μ的去离子水45 公斤，然后在聚合釜中加入4.5公斤三氟氯乙烯单体，启动搅拌装置，在夹套中通人低 压蒸气，控制聚合釜内的温度为70°C，聚合釜的压力为0.9Mpa。当聚合体系温度达到 70°C时，用计量泵泵入4.5克偶氮二异辛腈盐酸盐，然后保持体系温度70°C，体系压力 0.9Mpal5小时，排净体系压力，将聚三氟氯乙烯粉末和水的从聚合釜的底部放出，采用 板式过滤机将聚三氟氯乙烯粉末和水分离，将聚三氟氯乙烯粉末在烘箱烘干，得到4.3公 斤的聚三氟氯乙烯干燥粉末。将4.3公斤聚三氟氯乙烯粉末加入15L带有搅拌和加套的合金材料的氟化釜，然 后加入86克氟化钴，启动氟化釜的搅拌，在夹套中通入0.9Mpa压力的蒸汽，控制氟化釜 的体系温度为170°C，氟化釜的压力0.9Mpa，保持该温度和压力2小时。将氟化封端后的聚三氟氯乙烯粉末用水洗体，干燥得到4.1公斤的聚三氟氯乙烯 粉末，将聚三氟氯乙烯粉末根据ASTM D-1430制成相应的样品条进行检测，检测结果见 表1。实施例5在50L 304SS不锈钢带夹套和搅拌的高压釜中投入电导率为0.1 μ的去离子水 45公斤，然后在聚合釜中加入5公斤三氟氯乙烯单体，启动搅拌装置，在夹套中通人低 压蒸气，控制聚合釜内的温度为58°C，聚合釜的压力为0.69Mpa。当聚合体系温度达 到58°C时，用计量泵泵入5克偶氮二异壬腈盐酸盐，然后保持体系温度58°C，体系压力 0.69Mpa, 12小时，排净体系压力，将聚三氟氯乙烯粉末和水的从聚合釜的底部放出，采 用板式过滤机将聚三氟氯乙烯粉末和水分离，将聚三氟氯乙烯粉末在烘箱烘干，得到4.5 公斤的聚三氟氯乙烯干燥粉末。将4.5公斤聚三氟氯乙烯粉末加入15L带有搅拌和加套的合金材料的氟化釜，然 后加入90克氟化钴，启动氟化釜的搅拌，在夹套中通入0.9Mpa压力的蒸汽，控制氟化釜 的体系温度为170°C，氟化釜的压力0.9Mpa，保持该温度和压力2小时。将氟化封端后的聚三氟氯乙烯粉末用水洗体，干燥得到4.4公斤的聚三氟氯乙烯 粉末，将聚三氟氯乙烯粉末根据ASTM D-1430制成相应的样品条进行检测，检测结果见表1。实施例6在50L 304SS不锈钢带夹套和搅拌的高压釜中投入电导率为0.06 μ的去离子水 42公斤，然后在聚合釜中加入7公斤三氟氯乙烯单体，启动搅拌装置，在夹套中通人低 压蒸气，控制聚合釜内的温度为58°C，聚合釜的压力为0.69Mpa。当聚合体系温度达 到58°C时，用计量泵泵入7克偶氮二异癸腈盐酸盐，然后保持体系温度58°C，体系压力 0.69Mpa, 13小时，排净体系压力，将聚三氟氯乙烯粉末和水的从聚合釜的底部放出，采 用板式过滤机将聚三氟氯乙烯粉末和水分离，将聚三氟氯乙烯粉末在烘箱烘干，得到6.3 公斤的聚三氟氯乙烯干燥粉末。将6.3公斤聚三氟氯乙烯粉末加入15L带有搅拌和加套的合金材料的氟化釜，然 后加入63克氟化钴，启动氟化釜的搅拌，在夹套中通入0.9Mpa压力的蒸汽，控制氟化釜 的体系温度为160°C，氟化釜的压力0.8Mpa，保持该温度和压力2小时。将氟化封端后的聚三氟氯乙烯粉末用水洗体，干燥得到6.1公斤的聚三氟氯乙烯 粉末，将聚三氟氯乙烯粉末根据ASTM D-1430制成相应的样品条进行检测，检测结果见 表1。表1实例所制备的聚三氟氯乙烯的性能
权利要求
1.一种耐高温和高透明的聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于包括如下步骤三氟氯乙烯在偶氮类引发剂作用下，在去离子水中制备聚三氟氯乙烯树脂，然后用 氟化钴对聚三氟氯乙烯进行封端处理。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温和高透明的聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征 在于所述引发剂为偶氮二异辛腈、偶氮二异壬腈、偶氮二异癸腈、偶氮二异辛腈盐酸 盐、偶氮二异壬腈盐酸盐或偶氮二异葵腈盐酸，所述引发剂的用量占三氟氯乙烯重量百 分比的0.02 0.1%。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温和高透明的聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在 于所述的去离子水的电导率为0.02 0.1 μ。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温和高透明的聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在 于所述三氟氯乙烯与去离子水的重量比为1 5 10。
5.根据权利要求1所述的聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于所述氟化钴与聚 三氟氯乙烯的重量比为1 50 100。
6.根据权利要求1所述的聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于所述聚三氟氯乙 烯树脂在温度30 100°C，聚合压力为0.5 1.2Mpa环境下，反应10 16小时制备。
7.根据权利要求6所述的聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于所述聚合温度为 50 70°C，所述聚合压力为0.6 l.OMpa，所述反应时间为12 15小时。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温和高透明的聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征 在于所述封端处理的反应温度为160 170°C，反应压力为0.6 1.5Mpa，停留时间为 1 3小时。
全文摘要
本发明涉及一种耐高温和高透明的聚三氟氯乙烯的制备方法，其先将三氟氯乙烯在偶氮类引发剂作用下，在去离子水中制备聚三氟氯乙烯树脂，然后用氟化钴对聚三氟氯乙烯进行封端处理；本发明方法制备的聚三氟氯乙烯具有优异的力学性能，并且耐温达到400℃，在300℃下10小时不变色。
文档编号C08F8/20GK102020737SQ20101054272
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者司林旭, 张峰, 牛琦 申请人:内蒙古奥特普氟化学新材料开发有限公司, 司林旭