本發(fā)明涉及高分子樹(shù)脂
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚四氟乙烯俗稱特氟龍，被譽(yù)為“塑料王”，其相對(duì)分子量達(dá)到數(shù)百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)，分子結(jié)構(gòu)為大分子線性結(jié)構(gòu)，幾乎沒(méi)有支鏈，大分子兩側(cè)全部為C-F鍵，并按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較大，從而形成一種很穩(wěn)定的化學(xué)鍵，能夠把主鍵上的碳原子屏蔽保護(hù)起來(lái)，分子鏈難以遭到破壞。因此，PTFE材料具有很好的耐腐蝕、耐熱性和抗氧化性，除熔融的堿金屬外，幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕，此外，聚四氟乙烯能在-196℃-260℃的較廣溫度范圍內(nèi)保持優(yōu)良的力學(xué)性能；由于PTFE大分子的偶極矩接近零，基本不帶極性，因此絕緣性能很好；PTFE的表面自由能低，具有高度的不粘附和最低的摩擦系數(shù)，還具有極好的不燃性和抗老化性，這些優(yōu)點(diǎn)使其在化工、機(jī)械、電子、電器、軍工、航天、環(huán)保和橋梁等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。國(guó)內(nèi)聚四氟乙烯產(chǎn)業(yè)近年來(lái)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，其中，在產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)，已經(jīng)具備將聚四氟乙烯分散樹(shù)脂制作做成纖維類紡織產(chǎn)品的成熟工藝，用其生產(chǎn)的纖維等紡織品，生產(chǎn)制作成用作袋式除塵的高溫濾料PTFE針刺氈，在復(fù)雜工況下用于煙氣過(guò)濾，已經(jīng)顯現(xiàn)出良好的產(chǎn)品性能和重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前用于短纖維制造的四氟乙烯分散樹(shù)脂品種多樣，但生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，要添加各種助劑或改性單體，且分子量分布不穩(wěn)定，導(dǎo)致短纖維加工困難及最終產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：本發(fā)明的目的在于提供一種分子量分布穩(wěn)定的制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂及其制備方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：提供一種制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法，包括如下步驟：步驟1：在聚合釜中加入50～70％體積去離子水，抽真空空后，加入含氟表面活性劑、乳液穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑和引發(fā)劑，攪拌均勻，然后通入四氟乙烯單體至聚合釜內(nèi)壓強(qiáng)為1.8～2.5MPa開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)中，攪拌轉(zhuǎn)速為40～50r/min，反應(yīng)時(shí)間為：20min±5min；添加占總添加量質(zhì)量80％的含氟表面活性劑；步驟2：步驟1后通入剩余四氟乙烯單體，提高轉(zhuǎn)速為60～70r/min；反應(yīng)時(shí)間為：40min±5min；步驟3：步驟2后加入余下20％的含氟表面活性劑，維持轉(zhuǎn)速為60～70r/min，反應(yīng)時(shí)間為：40min±5min，得乳液；所述步驟1到步驟3的總反應(yīng)時(shí)間為100min±5min，所述四氟乙烯單體的總添加量為所述去離子水質(zhì)量的30-45％，所述含氟表面活性劑的添加總量為去離子水質(zhì)量的0.05％-1.5％，所述乳液穩(wěn)定劑的加入量為去離子水質(zhì)量的2％～4％，所述步驟1到步驟3的反應(yīng)壓力控制在1.8～2.5MPa，反應(yīng)溫度控制在80～100℃；步驟4：步驟3所得乳液再經(jīng)過(guò)密度調(diào)配、凝聚、脫水和干燥，得到制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂。優(yōu)選的，上述的制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法中，所述含氟表面活性劑為全氟辛酸銨。優(yōu)選的，上述的制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法中，所述乳液穩(wěn)定劑為石蠟。優(yōu)選的，上述的制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法中，所述pH調(diào)節(jié)劑為鹽酸或丁二酸。優(yōu)選的，上述的制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法中，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨。優(yōu)選的，上述的制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法具體包括如下步驟：步驟1：在帶臥式螺旋攪拌器的4000L的聚合釜中加入去離子水2500L，抽真空，加入全氟辛酸銨2.4kg，石蠟80kg，丁二酸1.2kg和過(guò)硫酸銨7g，關(guān)閉進(jìn)出口用氮?dú)庵脫Q，分析氧含量小于20ppm，將反應(yīng)釜升溫至80℃，加入四氟乙烯單體至釜內(nèi)壓力為1.9Mpa，以45r/min速度攪拌，開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)20min；步驟2：繼續(xù)加入剩余四氟乙烯單體，提高轉(zhuǎn)速至65r/min，繼續(xù)反應(yīng)40min；步驟3：步驟2后加入全氟辛酸銨0.6kg，維持轉(zhuǎn)速為60～70r/min，反應(yīng)40min得乳液；步驟4：所述四氟乙烯單體添加總量為800kg，所述乳液經(jīng)密度調(diào)配、凝聚、脫水和干燥后獲得制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂。本發(fā)明的另一技術(shù)方案為提供一種上述的制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法制備得到的四氟乙烯分散樹(shù)脂。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明涉及制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂及其制備方法，所述制備方法反應(yīng)過(guò)程中通過(guò)分階段控制表面活性劑的加入方式，分階段控制反應(yīng)速度和統(tǒng)一的反應(yīng)時(shí)間，獲得的特定分子量分布范圍1000萬(wàn)～3000萬(wàn)的四氟乙烯乳液，乳液再經(jīng)過(guò)密度調(diào)配、凝聚、脫水和干燥，得到適合短纖維制造的四氟乙烯分散樹(shù)脂。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，操作穩(wěn)定，無(wú)需添加特殊助劑，生產(chǎn)效率高，成本較低。所得四氟乙烯分散樹(shù)脂適合用多種方法制造短纖維，做成針刺過(guò)濾氈等過(guò)濾組件，具有除塵效率高，氣體排放濃度低等特點(diǎn)，同時(shí)具備了四氟乙烯耐溫、耐磨、耐腐、耐化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)良特性，廣泛適用于鋼鐵、電力、垃圾焚燒等各種惡劣的煙氣的過(guò)濾，成為理想的大氣環(huán)保治理材料。具體實(shí)施方式為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式予以說(shuō)明。本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：分子量處于1000萬(wàn)～3000萬(wàn)的較小分子量樹(shù)脂需要相對(duì)快捷的反應(yīng)控制，反應(yīng)第一階段加入較多表面活性劑，一開(kāi)始就形成較多的反應(yīng)中心，經(jīng)過(guò)第二階段的分子鏈增長(zhǎng)后，第三階段加少量的表面活性劑，有利于分散液穩(wěn)定快捷的結(jié)束聚合，獲得分子量相對(duì)較小分布較窄的四氟乙烯分散液。實(shí)施例1一種制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法，包括如下步驟：步驟1：在聚合釜中加入70％體積去離子水，抽真空空后，加入含氟表面活性劑、乳液穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑和引發(fā)劑，攪拌均勻，然后通入四氟乙烯單體至聚合釜內(nèi)壓強(qiáng)為2.5MPa開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)中，攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min，反應(yīng)時(shí)間為：20min；添加80％的含氟表面活性劑；步驟2：步驟1后均勻快速的通入四氟乙烯單體，提高轉(zhuǎn)速為70r/min；反應(yīng)時(shí)間為：40min；步驟3：步驟2后加入余下20％的含氟表面活性劑，維持轉(zhuǎn)速為70r/min，反應(yīng)時(shí)間為：40min，得乳液；所述步驟1到步驟3的總反應(yīng)時(shí)間為100分鐘，所述四氟乙烯單體的總添加量為所述去離子水質(zhì)量的48％，所述含氟表面活性劑的添加總量為去離子水質(zhì)量的1.5％，所述乳液穩(wěn)定劑的加入量為去離子水質(zhì)量的4％，所述步驟1到步驟3的反應(yīng)壓力控制在2.5MPa，反應(yīng)溫度控制在100℃；步驟4：步驟3所得乳液再經(jīng)過(guò)密度調(diào)配、凝聚、脫水和干燥，得到制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂。本發(fā)明上述制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法中，通過(guò)分階段控制表面活性劑的加入方式，分階段控制反應(yīng)速度和統(tǒng)一的反應(yīng)時(shí)間，獲得的特定分子量分布范圍的四氟乙烯乳液，乳液再經(jīng)過(guò)密度調(diào)配、凝聚、脫水和干燥，得到適合短纖維制造的四氟乙烯分散樹(shù)脂。實(shí)施例2一種制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法，包括如下步驟：步驟1：在聚合釜中加入50％體積去離子水，抽真空空后，加入含氟表面活性劑、乳液穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑和引發(fā)劑，攪拌均勻，然后通入四氟乙烯單體至聚合釜內(nèi)壓強(qiáng)為1.8MPa開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)中，攪拌轉(zhuǎn)速為40r/min，反應(yīng)時(shí)間為：15min；添加占總添加量質(zhì)量80％的含氟表面活性劑；所述含氟表面活性劑、乳液穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑和引發(fā)劑分別為全氟辛酸銨，石蠟，丁二酸，過(guò)硫酸銨。步驟2：步驟1后通入剩余四氟乙烯單體，提高轉(zhuǎn)速為60r/min；反應(yīng)時(shí)間為：40min；步驟3：步驟2后加入余下20％的含氟表面活性劑，維持轉(zhuǎn)速為60r/min，反應(yīng)時(shí)間為：40min，得乳液；所述步驟1到步驟3的總反應(yīng)時(shí)間為95min，所述四氟乙烯單體的總添加量為所述去離子水質(zhì)量的30％，所述含氟表面活性劑的添加總量為去離子水質(zhì)量的0.05％，所述乳液穩(wěn)定劑的加入量為去離子水質(zhì)量的2％，所述步驟1到步驟3的反應(yīng)壓力控制在1.8MPa，反應(yīng)溫度控制在80℃；步驟4：步驟3所得乳液再經(jīng)過(guò)密度調(diào)配、凝聚、脫水和干燥，得到制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂。實(shí)施例3一種制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂制備方法，包括如下步驟：步驟1：在帶臥式螺旋攪拌器的4000L的聚合釜中加入去離子水2500L，抽真空，加入全氟辛酸銨2.4kg，石蠟80kg，丁二酸1.2kg和過(guò)硫酸銨7g，關(guān)閉進(jìn)出口用氮?dú)庵脫Q，分析氧含量小于20ppm，將反應(yīng)釜升溫至80℃，加入四氟乙烯單體至釜內(nèi)壓力為1.9Mpa，以45r/min速度攪拌，開(kāi)始反應(yīng)，反應(yīng)20min；步驟2：繼續(xù)加入剩余四氟乙烯單體，提高轉(zhuǎn)速至65r/min，繼續(xù)反應(yīng)40min；步驟3：步驟2后加入全氟辛酸銨0.6kg，維持轉(zhuǎn)速為60～70r/min，反應(yīng)40min得乳液；所述步驟1到步驟3的反應(yīng)壓力控制在1.9MPa，反應(yīng)溫度控制在80℃；步驟4：所述四氟乙烯單體添加總量為800kg，所述乳液經(jīng)密度調(diào)配、凝聚、脫水和干燥后獲得制造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂。反應(yīng)過(guò)程中調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水，控制反應(yīng)溫度均勻地升高，單體反應(yīng)到800kg停止反應(yīng)。放出乳液經(jīng)凝聚、烘干后獲得PTFE量為750kg，經(jīng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)密度2.154，平均分子量在1500萬(wàn)～2000萬(wàn)之間適合用于加工PTFE短纖維。本發(fā)明上述實(shí)施例所得造過(guò)濾氈用短纖維的四氟乙烯分散樹(shù)脂的性能如下表1。表1序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)1清潔度板面潔凈、質(zhì)地均勻2拉伸強(qiáng)度(MPa)31.53斷裂伸長(zhǎng)率(％)3304體積密度(g/L)4905平均粒徑(um)5206含水率(％)0.0357熔點(diǎn)(℃)3288標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)密度2.1659熱不穩(wěn)定性3010擠出壓力(MPa)80以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3