CN115746180B - 一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，涉及含氟聚合物加工技术领域，包括如下生产步骤：S1、一步氧化降解处理，将氟橡胶溶于有机溶剂中，脱HF产生双键和固化反应同时进行，用于制备液体氟橡胶；其中的脱HF需要进行二次操作处理，一次脱HF时加入溶液A和催化剂B，二次脱HF时在加温下进行，通入氢气的同时加入活性剂C；S2、官能团单体共聚处理；其技术为，将一步氧化降解法和官能团单体共聚法相结合，对一步氧化降解法进行了改进，使其能够完成两次脱HF的处理，由于进行了温度的提升和加入活性剂C的操作，使得两次脱HF处理的总耗时要低于传统进行单次脱HF的耗时，在一定程度上提高了对含氟聚合物的制备效率。

Description

一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法

技术领域

本发明涉及含氟聚合物加工技术领域，特别涉及一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法。

背景技术

含氟聚合物因其优异的性能，已被广泛地应用于不同的领域和行业，低分子量含氟聚合物不仅具有高分子量含氟聚合物的主要性能，而且在加工特性和物理特性上有其独特的优势和应用价值，它作为特殊的新型功能材料，一般包括低分子量氟树脂和液体氟橡胶；其中，低分子量氟树脂是含氟聚合物的重要分支，由于它具有独特的耐化学性、耐高低温性和较低的摩擦系数等特性，随着科技进步和应用领域的不断拓展，目前已无法满足特殊应用领域的需求，液体氟橡胶作为低分子量含氟聚合物家族中的另一个成员，正逐步取代低分子量氟树脂，成为备受关注的新兴研究领域。

现有在对含氟聚合物进行生产制造的过程中，只是进行一步氧化降解法，一步氧化降解法，是指将氟橡胶溶于有机溶剂中，脱HF产生双键和氧化降解反应同时进行来制备液体氟橡胶的降解方法，该法的关键是氟橡胶脱HF的过程，该过程决定了降解后液体氟橡胶的性能、分子量大小，甚至遥爪液体氟橡胶的官能化，一步氧化降解法中进行脱HF处理时，传统的耗时至少为两个小时，造成传统的生产过程效率降低，另外，还可以通过聚合法进行制备，通过聚合法和氧化降解法制备的单一功能产物已无法满足现有的需求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，可以有效解决背景技术中的问题。

本发明公开了一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，包括如下具体的生产步骤：

S1、一步氧化降解处理，将氟橡胶溶于有机溶剂中，脱HF产生双键和固化反应同时进行，用于制备液体氟橡胶；其中的脱HF需要进行二次操作处理，一次脱HF时加入溶液A和催化剂B，二次脱HF时在加温下进行，通入氢气的同时加入活性剂C；

S2、官能团单体共聚处理，通过在液体氟橡胶中引入疏水性基团单体，制备了具有疏水基团的含氟聚合物；其中，在引入疏水性基团单体时进行聚合反应，使得含氟聚合物富集于基团表面，得到高透明的含氟聚合物涂层材料。

作为优选的，在所述S1中，将氟橡胶溶于有机溶剂中的具体步骤为：

将氟橡胶溶解于甲基叔丁基醚中，配制成浓度为5％～10％的氟橡胶有机溶液，随后进行脱HF的相关处理。

所述脱HF处理内的一次脱HF中，所述溶液A为无机碱水溶液，催化剂B为苄基三苯基氯化磷催化剂，在5℃～85℃两相系统中发生脱HF反应；

所述脱HF处理内的二次脱HF中，活性剂C为过渡金属的催化试剂，且过渡金属为氧化铝、氧化铁以及氧化铬中的任意一种，在85℃～325℃的条件下，向反应容器内间歇性的注入氢气。

上述的所述一次脱HF的反应时间为30min～50min，所述二次脱HF的反应时间为10min～20min；具体的，将一步氧化降解法和官能团单体共聚法相结合，其中对一步氧化降解法进行了改进，使其能够完成两次脱HF的处理，由于进行了温度的提升和加入活性剂C的操作，使得两次脱HF处理的总耗时要低于传统进行单次脱HF的耗时，在一定程度上提高了对含氟聚合物的制备效率。

作为优选的，在所述S1中，脱HF产生双键的同时需要进行固化反应，该固化反应的具体操作为：

反应后制备的液体氟橡胶通过己烷纯化后进行真空干燥，并将产物用作胶黏剂，在辐射条件下与具有活性基团的单体发生固化反应；在进行真空干燥处理时，需要保持真空干燥处理时的容器内的温度保持在40℃～50℃之间，且进行真空干燥的用时为2h；上述所述具有活性基团的单体为环氧树脂。

作为优选的，在所述S2中，制备了具有疏水基团的含氟聚合物的具体步骤为：

首先，制备含有—SF5基团的单体一氯五氟化硫；

然后，将单体一氯五氟化硫作为共聚单体与含有不饱和双键的含氟聚合物进行反应；

最后，制备出表面富集—SF5基团的氟聚合物薄膜。

其中，在将单体一氯五氟化硫与不饱和双键的含氟聚合物进行反应时需要用到搅拌器，搅拌器内搅拌杆的转动速率为200r/min～300r/min；在将单体一氯五氟化硫与不饱和双键的含氟聚合物进行反应时其反应时长为5min～10min。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明将一步氧化降解法和官能团单体共聚法相结合，其中对一步氧化降解法进行了改进，使其能够完成两次脱HF的处理，由于进行了温度的提升和加入活性剂C的操作，使得两次脱HF处理的总耗时要低于传统进行单次脱HF的耗时，在一定程度上提高了对含氟聚合物的制备效率；

其中进行的官能团单体共聚法中，满足了不同领域对低分子量含氟聚合物的需求，同时整体最终设计形成薄膜状结构，整体的透明度显著提高，其中进行的真空干燥处理相较于传统的风干处理，其干燥效果显著提高。

附图说明

图1为本发明的整个生产方法的具体流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图1，进一步说明本发明一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法的具体实施方式。本发明一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法不限于以下实施例的描述。

实施例1：

本实施例给出一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法中S1的具体步骤，如图1所示，一步氧化降解处理，将氟橡胶溶于有机溶剂中，脱HF产生双键和固化反应同时进行，用于制备液体氟橡胶；其中的脱HF需要进行二次操作处理，一次脱HF时加入溶液A和催化剂B，二次脱HF时在加温下进行，通入氢气的同时加入活性剂C；一次脱HF的反应时间为35min，二次脱HF的反应时间为15min。

在一些示例中，将氟橡胶溶于有机溶剂中的具体步骤为：

将氟橡胶溶解于甲基叔丁基醚中，配制成浓度为8％的氟橡胶有机溶液，随后进行脱HF的相关处理。

上述的脱HF处理内的一次脱HF中，溶液A为无机碱水溶液，催化剂B为苄基三苯基氯化磷催化剂，在85℃两相系统中发生脱HF反应。

上述的脱HF处理内的二次脱HF中，活性剂C为过渡金属的催化试剂，且过渡金属为氧化铝、氧化铁以及氧化铬中的任意一种，具体可根据需要进行选择，例如：该处可选用氧化铝，在325℃的条件下，向反应容器内间歇性的注入氢气，也可选择连续性的将氢气注入料底，若是液体物料，产生的气泡在破碎时也能起到初步的搅拌处理。

具体的，脱HF产生双键的同时需要进行固化反应，该固化反应的具体操作为：反应后制备的液体氟橡胶通过己烷纯化后进行真空干燥，该处真空的环境可在一个罩体内进行，借助真空发生器，实现对罩体内空气的抽取处理，并将产物用作胶黏剂，在辐射条件下与具有活性基团的单体发生固化反应；在进行真空干燥处理时，需要保持真空干燥处理时的容器内的温度保持在40℃～50℃之间，且进行真空干燥的用时为2h，该处的具体耗时可根据情况进行自由调节；具有活性基团的单体为环氧树脂。

通过采用上述技术方案：

将一步氧化降解法和官能团单体共聚法相结合，其中对一步氧化降解法进行了改进，使其能够完成两次脱HF的处理，由于进行了温度的提升和加入活性剂C的操作，使得两次脱HF处理的总耗时要低于传统进行单次脱HF的耗时，在一定程度上提高了对含氟聚合物的制备效率。

从上述实施例1和背景技术中的内容可以得知，两次脱HF处理的总耗时为50min，而正常进行脱HF处理的耗时为2h，实施例1中的耗时要远小于现有进行脱HF处理的耗时；

在两次脱HF时，一次脱HF处理的温度保持在100℃一下，在进行第二次脱HF处理时温度达到300℃以上，温度提升较多的同时还利用了活性剂C的特性，将原本已经催化完成的聚合物，实现二次升温和活化处理，能够实现脱水处理，并和上述的催化剂B结合，共同实现了对原料的催化处理。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例给出一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法中S2的具体步骤，如图1所示，S2、官能团单体共聚处理，通过在液体氟橡胶中引入疏水性基团单体，制备了具有疏水基团的含氟聚合物；

其中，在引入疏水性基团单体时进行聚合反应，使得含氟聚合物富集于基团表面，得到高透明的含氟聚合物涂层材料，该处的含氟聚合物涂层厚度为1mm～2mm，具体根据实际制造出的产品可以看出；

具体的，上述制备了具有疏水基团的含氟聚合物的具体步骤为：

首先，制备含有—SF₅基团的单体一氯五氟化硫；

然后，将单体一氯五氟化硫作为共聚单体与含有不饱和双键的含氟聚合物进行反应；

最后，制备出表面富集—SF₅基团的氟聚合物薄膜。

其中，在将单体一氯五氟化硫与不饱和双键的含氟聚合物进行反应时需要用到搅拌器，搅拌器内搅拌杆的转动速率为300r/min；在将单体一氯五氟化硫与不饱和双键的含氟聚合物进行反应时其反应时长为10min。

通过采用上述技术方案：

其中进行的官能团单体共聚法中，满足了不同领域对低分子量含氟聚合物的需求，同时整体最终设计形成薄膜状结构，整体的透明度显著提高，其中进行的真空干燥处理相较于传统的风干处理，其干燥效果显著提高。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，其特征在于：包括如下具体的生产步骤：

S1、一步氧化降解处理，将氟橡胶溶于有机溶剂中，脱HF产生双键和固化反应同时进行，用于制备液体氟橡胶；

其中的脱HF需要进行二次操作处理，一次脱HF时加入溶液A和催化剂B，二次脱HF时在加温下进行，通入氢气的同时加入活性剂C；

S2、官能团单体共聚处理，通过在液体氟橡胶中引入疏水性基团单体，制备了具有疏水基团的含氟聚合物；

其中，在引入疏水性基团单体时进行聚合反应，使得含氟聚合物富集于基团表面，得到高透明的含氟聚合物涂层材料；

所述脱HF处理内的一次脱HF中，所述溶液A为无机碱水溶液，催化剂B为苄基三苯基氯化磷催化剂，在5℃～85℃两相系统中发生脱HF反应；

所述脱HF处理内的二次脱HF中，活性剂C为过渡金属的催化试剂，且过渡金属为氧化铝、氧化铁以及氧化铬中的任意一种，在85℃～325℃的条件下，向反应容器内间歇性的注入氢气；

在所述S1中，脱HF产生双键的同时需要进行固化反应，该固化反应的具体操作为：

反应后制备的液体氟橡胶通过己烷纯化后进行真空干燥，并将产物用作胶黏剂，在辐射条件下与具有活性基团的单体发生固化反应。

2.根据权利要求1所述的一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，其特征在于：在所述S1中，将氟橡胶溶于有机溶剂中的具体步骤为：

将氟橡胶溶解于甲基叔丁基醚中，配制成浓度为5％～10％的氟橡胶有机溶液，随后进行脱HF的相关处理。

3.根据权利要求1所述的一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，其特征在于：所述一次脱HF的反应时间为30min～50min，所述二次脱HF的反应时间为10min～20min。

4.根据权利要求1所述的一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，其特征在于：在进行真空干燥处理时，需要保持真空干燥处理时的容器内的温度保持在40℃～50℃之间，且进行真空干燥的用时为2h。

5.根据权利要求1所述的一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，其特征在于：所述具有活性基团的单体为环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，其特征在于：在所述S2中，制备了具有疏水基团的含氟聚合物的具体步骤为：

首先，制备含有—SF 5基团的单体一氯五氟化硫；

然后，将单体一氯五氟化硫作为共聚单体与含有不饱和双键的含氟聚合物进行反应；

最后，制备出表面富集—SF 5基团的氟聚合物薄膜。

7.根据权利要求6所述的一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，其特征在于：在将单体一氯五氟化硫与不饱和双键的含氟聚合物进行反应时需要用到搅拌器，搅拌器内搅拌杆的转动速率为200r/min～300r/min。

8.根据权利要求6所述的一种具有高透明度的含氟聚合物的生产方法，其特征在于：在将单体一氯五氟化硫与不饱和双键的含氟聚合物进行反应时其反应时长为5min～10min。