一种功能化改性聚四氟乙烯及其制备方法与流程

本发明涉及聚四氟乙烯制备，具体为一种功能化改性聚四氟乙烯及其制备方法。

背景技术：

1、随着科技的不断发展，人们对材料的性能要求也越来越高。在化工领域，聚四氟乙烯是一种常用的材料，然而，传统的聚四氟乙烯材料在一些特定领域的应用受到了一定的限制。

2、但现有技术中，特别是当传统的聚四氟乙烯材料应用于盐酸衬氟吸收塔或静压衬氟直管中时，由于两者中输送的酸性物质复杂且酸性较高，导致吸收塔或输送管中聚四氟乙烯材料易被腐蚀，导致酸性物质泄漏，对环境造成污染。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种功能化改性聚四氟乙烯及其制备方法，以解决上述背景技术提出的吸收塔或输送管中聚四氟乙烯材料易被腐蚀，导致酸性物质泄漏，对环境造成污染的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种功能化改性聚四氟乙烯，所述功能化改性聚四氟乙烯由以下重量份原料制成：60～80份聚四氟乙烯、10～20份氮化硼纳米片、10～20份可溶性聚四氟乙烯乳液、5～10份氢氧化钠、5～10份无水乙醇、2～5份硅烷偶联剂及1～3份氟碳表面活化剂。

3、优选的，所述聚四氟乙烯粒径为0.6～2μm；

4、所述氮化硼纳米片的片层厚度为20nm，片层直径为2～20μm。

5、一种功能化改性聚四氟乙烯的制备方法，包括以下步骤：

6、s1、聚四氟乙烯悬浮树脂的预处理；

7、s2、氮化硼纳米片的表面功能化；

8、s3、用可溶性聚四氟乙烯乳液处理氮化硼纳米片；

9、s4、混合制备。

10、优选的，在所述步骤s1、聚四氟乙烯悬浮树脂的预处理中，将一定量聚四氟乙烯悬浮树脂于80℃干燥12h，冷却后过30目筛，以消除结团现象。

11、优选的，在所述步骤s2、氮化硼纳米片的表面功能化中，具体包括以下步骤：

12、s21、将5mol/l的氢氧化钠溶液与氮化硼纳米片粉末在常温下用超声波清洗机，超声分散1h，然后于80℃搅拌20h得到混合液，冷却后用去离子水反复洗涤混合液并进行真空抽滤，直到混合液呈中性，得到羟基化氮化硼纳米溶液；

13、s22、将质量分数1％的硅烷偶联剂、无水乙醇溶液与羟基化氮化硼纳米溶液在常温下用超声波清洗机，超声分散1h，经清洗、干燥、研磨得到第一种表面改性的氮化硼纳米粉末，记为a号氮化硼纳米粉末；

14、s23、将质量浓度1g/l的氟碳表面活化剂水溶液与羟基化氮化硼纳米溶液在常温下超声分散、经过滤、洗涤、干燥、粉碎、研磨，得到第二种表面改性的氮化硼纳米粉末，记为b号氮化硼纳米粉末。

15、优选的，在所述步骤s3、用可溶性聚四氟乙烯乳液处理氮化硼纳米片中，具体步骤包括：

16、s31、将a号氮化硼纳米粉末与可溶性聚四氟乙烯乳液按一定比例搅拌混合，经干燥、粉碎后得到a′号氮化硼纳米粉末；

17、s32、将b号氮化硼纳米粉末与可溶性聚四氟乙烯乳液按一定比例搅拌混合，经干燥、粉碎后得到b′号氮化硼纳米粉末。

18、将可溶性聚四氟乙烯乳液与氮化硼纳米粉末混合，从而在氮化硼纳米粉末表面形成一层过渡层，然后对聚四氟乙烯进行填充改性，可以使可溶性聚四氟乙烯乳液作为聚四氟乙烯悬浮树脂和氮化硼纳米片的中间层，起到加强界面融合、填充界面缺陷的效果。

19、优选的，在所述步骤s4、混合制备中，采用湿法混合工艺，将a′号氮化硼纳米粉末和b′号氮化硼纳米粉末以及聚四氟乙烯悬浮树脂在无水乙醇中充分混合，经干燥、粉碎得到所述功能化改性聚四氟乙烯。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1、本发明通过将氮化硼纳米片分别进行两次表面改性，表面功能化后，氮化硼纳米粉末表面增加了各种活性基团，这些基团提高了其表面活性，在溶液中的分散稳定性均得到提升，在表面改性的基础上，与可溶性聚四氟乙烯乳液处理，在氮化硼纳米粉末表面形成一层过渡层，然后对聚四氟乙烯进行填充改性，可以使可溶性聚四氟乙烯乳液作为聚四氟乙烯悬浮树脂和氮化硼纳米片的中间层，起到加强界面融合、填充界面缺陷的效果，增强以功能化改性聚四氟乙烯为原料的盐酸衬氟吸收塔或静压衬氟直管的抗形变能力和耐腐蚀性。

技术特征：

1.一种功能化改性聚四氟乙烯，其特征在于：所述功能化改性聚四氟乙烯由以下重量份原料制成：60～80份聚四氟乙烯、10～20份氮化硼纳米片、10～20份可溶性聚四氟乙烯乳液、5～10份氢氧化钠、5～10份无水乙醇、2～5份硅烷偶联剂及1～3份氟碳表面活化剂。

2.根据权利要求1所述的一种功能化改性聚四氟乙烯，其特征在于：所述聚四氟乙烯粒径为0.6～2μm；

3.一种功能化改性聚四氟乙烯的制备方法，其特征在于，使用了上述权利要求1-2中任意一项所述的一种功能化改性聚四氟乙烯，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种功能化改性聚四氟乙烯的制备方法，其特征在于：在所述步骤s1、聚四氟乙烯悬浮树脂的预处理中，将一定量聚四氟乙烯悬浮树脂于80℃干燥12h，冷却后过30目筛。

5.根据权利要求3所述的一种功能化改性聚四氟乙烯的制备方法，其特征在于：在所述步骤s2、氮化硼纳米片的表面功能化中，具体包括以下步骤：

6.根据权利要求3所述的一种功能化改性聚四氟乙烯的制备方法，其特征在于：在所述步骤s3、用可溶性聚四氟乙烯乳液处理氮化硼纳米片中，具体步骤包括：

7.根据权利要求3所述的一种功能化改性聚四氟乙烯的制备方法，其特征在于：在所述步骤s4、混合制备中，采用湿法混合工艺，将a′号氮化硼纳米粉末和b′号氮化硼纳米粉末以及聚四氟乙烯悬浮树脂在无水乙醇中充分混合，经干燥、粉碎得到所述功能化改性聚四氟乙烯。

技术总结
本发明公开了一种功能化改性聚四氟乙烯及其制备方法，涉及聚四氟乙烯制备领域，所述功能化改性聚四氟乙烯由以下重量份原料制成：60～80份聚四氟乙烯、10～20份氮化硼纳米片、10～20份可溶性聚四氟乙烯乳液、5～10份氢氧化钠、5～10份无水乙醇、2～5份硅烷偶联剂及1～3份氟碳表面活化剂。本发明通过在表面改性的基础上，与可溶性聚四氟乙烯乳液处理，在氮化硼纳米粉末表面形成一层过渡层，然后对聚四氟乙烯进行填充改性，可以使可溶性聚四氟乙烯乳液作为聚四氟乙烯悬浮树脂和氮化硼纳米片的中间层，起到加强界面融合、填充界面缺陷的效果，增强以功能化改性聚四氟乙烯为原料的盐酸衬氟吸收塔或静压衬氟直管的抗形变能力和耐腐蚀性。

技术研发人员：丁文一,丁宏网,董朗扣
受保护的技术使用者：江苏天氟隆防腐设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24