纯化偏二氟乙烯聚合物的方法与流程

本发明涉及一种用于纯化偏二氟乙烯聚合物的纯化方法以及具有降低的杂质含量水平的偏二氟乙烯聚合物。

背景技术：

1、在电子领域中，用超高纯度水清洁诸如半导体类型的电子组件。此超高纯度水通常通过包含由偏二氟乙烯聚合物制成的管、阀及弯头的分配系统运输。

2、对于这些应用，对所用聚合物的纯度有非常重要的要求，因为聚合物中存在的杂质可能会释放至超纯水中。

3、然而，在聚合物制造期间，发现诸如离子、金属或低分子量有机分子的杂质截留于聚合物中。

4、使用超临界流体纯化氟聚合物的聚合物纯化方法为已知的。

5、举例来说，文件jp 2005-089524描述一种用于纯化结晶氟化树脂的方法，其中氟化树脂用超临界二氧化碳(co2)进行洗涤，尤其以便提取高分子量的氟化杂质。

6、文件us 2019/0338114描述一种用于生产偏二氟乙烯及四氟乙烯的共聚物的方法，其中所制备的聚合物在经酰胺化后与超临界流体接触，以便自此聚合物提取分子质量包含在202与903之间的组分。

7、然而，上述方法不能够充分移除存在于偏二氟乙烯聚合物中的杂质，且由于用超临界co2处理引起的聚合物中气泡的存在，可能导致聚合物的机械特性劣化。

8、因此，确实需要一种用于纯化偏二氟乙烯聚合物的纯化方法，该方法提供确保更有效消除杂质，且尤其低分子量的杂质，诸如离子或挥发性有机化合物(voc)的手段，并且可能维持(或甚至增强)聚合物的良好机械特性及颜色。

技术实现思路

1、本发明首先涉及一种用于纯化包含至少一种杂质的偏二氟乙烯聚合物的纯化方法，该方法包含以下步骤：

2、-用超临界流体流洗涤偏二氟乙烯聚合物；

3、-从偏二氟乙烯聚合物提取残余超临界流体。

4、根据某些实施例，偏二氟乙烯聚合物为聚偏二氟乙烯均聚物或包含衍生自偏二氟乙烯的单元及衍生自至少一种第二共聚单体的单元的共聚物。

5、根据某些实施例，超临界流体包含超临界二氧化碳。

6、根据某些实施例，用超临界流体流洗涤偏二氟乙烯聚合物是在反应器、较佳高压釜中进行。

7、根据某些实施例，用超临界流体流洗涤偏二氟乙烯聚合物是在10至100mpa、较佳20至60mpa的压力下；和/或在20至200℃、较佳50至170℃的温度下进行。

8、根据某些实施例，用于洗涤偏二氟乙烯聚合物的超临界流体的量相当于每kg偏二氟乙烯聚合物每小时1至30kg，较佳每kg偏二氟乙烯聚合物每小时3至15kg。

9、根据某些实施例，超临界流体包含极性共溶剂，较佳选自水和/或乙醇。

10、根据某些实施例，残余超临界流体的提取是通过使偏二氟乙烯聚合物在洗涤后与惰性气体流接触，和/或通过将偏二氟乙烯聚合物在洗涤后置于真空下来进行。

11、根据某些实施例，惰性气体是选自由以下组成的组：空气、氮气、氦气、氩气及其混合物。

12、根据某些实施例，惰性气体流在20至140℃、较佳70至120℃的温度下；或置于真空下是在10至100℃、较佳20至80℃的温度下进行。

13、根据某些实施例，用超临界流体流洗涤偏二氟乙烯聚合物进行1至12小时、较佳3至10小时的时间段；和/或提取残余超临界流体进行1至40小时、较佳5至30小时的时间段。

14、根据某些实施例，至少一种杂质是选自由以下组成的组：阴离子，尤其氟阴离子和/或碳酸根阴离子，有机化合物，诸如醇、羧酸和/或酯，及其混合物。

15、根据某些实施例，用超临界流体流洗涤的偏二氟乙烯聚合物呈颗粒、粉末或模制部件形式，较佳呈颗粒形式。

16、本发明还涉及一种偏二氟乙烯聚合物，其具有每m2聚合物小于或等于1500μg的有机化合物含量及每m2聚合物小于或等于500μg的氟阴离子含量。

17、根据某些实施例，上述偏二氟乙烯聚合物是根据上文详述方法获得。

18、根据某些实施例，聚合物呈颗粒形式。

19、本发明还涉及一种流体运输部件，其包含或由如上文指示的聚合物组成或由如上文指示的颗粒形成。

20、本发明还涉及上述部件用于运输超高纯度水以清洁电子组件的用途。

21、本发明可能满足上述确定的需求。更具体地说，提供一种改良的纯化方法，其通过更有效地移除聚合物中所含有的杂质，且尤其低分子量杂质，诸如离子或voc或其他低分子量有机化合物，从而有可能获得表现出极佳纯度的偏二氟乙烯聚合物。另外，根据本发明的纯化方法不改变经纯化聚合物的化学结构且亦不导致其机械特性或颜色劣化。

22、这是经由用超临界流体洗涤偏二氟乙烯聚合物的步骤及在洗涤步骤后从聚合物提取残余超临界流体的步骤的组合来实现。用超临界流体处理聚合物用以确保移除聚合物中存在的一部分杂质，且提取超临界流体的后续步骤可以解吸附及消除保持截留在聚合物内的超临界流体。另外，在提取步骤期间解吸附的超临界流体带走有机杂质及离子，可以进一步提高聚合物的纯度。

23、根据某些实施例，尤其当超临界流体为超临界二氧化碳时，本发明由对环境友好的纯化方法组成，其不需要使用对环境有害的溶剂。

24、另外，本发明使获得具有降低的杂质含量水平，尤其是具有降低的有机化合物以及氟阴离子的含量水平的聚合物成为可能，而不会降低聚合物的机械特性且不会影响聚合物的颜色。此使得获得良好质量的聚合物，表现出良好机械特性且具有高纯度，从而可在后续使用此产物期间(例如在使用由根据本发明的聚合物制成的管或管道运输超高纯度水期间)限制这些杂质的释放。术语“超高纯度水”应理解为指根据标准semi f40，金属及阴离子杂质的最大含量以重量计为每十亿0.1份(ppb)、总有机碳(toc)含量以重量计为10ppb或更小、非挥发性残余物含量以重量计为每百万0.1份(ppm)或更小、在25℃下的电阻率为18mω·cm或更高，且活性二氧化硅杂质含量的水平小于1ppb的水。

技术特征：

1.一种用于纯化包含至少一种杂质的偏二氟乙烯聚合物的纯化方法，所述方法包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的纯化方法，其中所述偏二氟乙烯聚合物为聚偏二氟乙烯均聚物或包含衍生自偏二氟乙烯的单元及衍生自至少一种第二共聚单体的单元的共聚物。

3.如权利要求1或2所述的纯化方法，其中所述超临界流体包含超临界二氧化碳。

4.如权利要求1至3中任一项所述的纯化方法，其中所述用超临界流体流洗涤所述偏二氟乙烯聚合物是在反应器、较佳在高压釜中进行。

5.如权利要求1至4中任一项所述的纯化方法，其中所述用超临界流体流洗涤所述偏二氟乙烯聚合物是在10至100mpa、较佳20至60mpa的压力下；和/或在20至200℃、较佳50至170℃的温度下进行。

6.如权利要求1至5中任一项所述的纯化方法，其中用于洗涤所述偏二氟乙烯聚合物的超临界流体的量相当于每kg偏二氟乙烯聚合物每小时1至30kg，较佳每kg偏二氟乙烯聚合物每小时3至15kg。

7.如权利要求1至6中任一项所述的纯化方法，其中所述超临界流体包含极性共溶剂，较佳选自水和/或乙醇。

8.如权利要求1至7中任一项所述的纯化方法，其中所述惰性气体是选自由以下组成的组：空气、氮气、氦气、氩气及其混合物。

9.如权利要求1至8中任一项所述的纯化方法，其中所述惰性气体流是在20至140℃、较佳70至120℃的温度下；或所述置于真空下是在10至100℃、较佳20至80℃的温度下进行的。

10.如权利要求1至9中任一项所述的纯化方法，其中所述用超临界流体流洗涤所述偏二氟乙烯聚合物进行1至12小时、较佳3至10小时的时间段；和/或所述提取残余超临界流体进行1至40小时、较佳5至30小时的时间段。

11.如权利要求1至10中任一项所述的纯化方法，其中所述至少一种杂质是选自由以下组成的组：阴离子，尤其氟阴离子和/或碳酸根阴离子，有机化合物，诸如醇、羧酸和/或酯，及其混合物。

12.如权利要求1至11中任一项所述的纯化方法，其中用所述超临界流体流洗涤的所述偏二氟乙烯聚合物是呈颗粒、粉末或模制部件形式，较佳呈颗粒形式。

13.一种偏二氟乙烯聚合物，其具有每m2聚合物小于或等于1500μg的有机化合物含量及每m2聚合物小于或等于500μg的氟阴离子含量。

14.如权利要求13所述的偏二氟乙烯聚合物，其是根据权利要求1至12中任一项所述的方法获得的。

15.如权利要求13或14所述的聚合物，其呈颗粒形式。

16.一种流体运输部件，其包含如权利要求13或14所述的聚合物或由其组成或是由如权利要求15所述的颗粒形成。

17.一种如权利要求16所述的部件的用途，其是用于运输超高纯度水以清洁电子组件。

技术总结
本发明涉及一种用于纯化包含至少一种杂质的偏二氟乙烯聚合物的纯化方法，该方法包含以下步骤：用超临界流体流洗涤该偏二氟乙烯聚合物；及从该偏二氟乙烯聚合物中提取残余超临界流体。本发明还涉及一种偏二氟乙烯聚合物；包含该聚合物或由该聚合物组成的流体运输部件；以及该流体运输部件的用途。

技术研发人员：B·鲁塞尔,B·阿拉德布雷顿
受保护的技术使用者：阿科玛法国
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13