在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法，包括以下步驟：A.將純水、表面活性劑、助表面活性劑、液態(tài)含氟單體以及光引發(fā)劑在反應(yīng)容器內(nèi)充分混合，形成含氟單體和水組成的O/W微乳液；B.將步驟A形成的O/W微乳液置于紫外線燈下照射，引發(fā)聚合反應(yīng)，生成微乳液形態(tài)的含氟聚合物，未聚合的液態(tài)含氟單體在反應(yīng)熱的作用下轉(zhuǎn)化為氣態(tài)含氟單體；C.將步驟B中生成微乳液形態(tài)的含氟聚合物和氣態(tài)含氟單體分離，將所述氣態(tài)含氟單體回收循環(huán)使用。本發(fā)明還公開了使用上述方法制備含氟聚合物的設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：聚合速度快，可低溫引發(fā)聚合，聚合反應(yīng)安全性高，反應(yīng)設(shè)備簡單，投資少，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能優(yōu)越。
【專利說明】在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，特別涉及在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法及設(shè)備。【背景技術(shù)】
[0002]若兩種或兩種以上互不相溶的液體經(jīng)混合乳化后，分散液滴的直徑在5nm~IOOnm之間，則該體系稱為微乳液。微乳液為透明分散體系，其形成與膠束的加溶作用有夫，又稱為“被溶脹的膠束溶液”或“膠束乳液”。通常由油、水、表面活性剤、助表面活性劑和電解質(zhì)等組成的透明或半透明的液狀穩(wěn)定體系。分散相的質(zhì)點小于0.1y m，甚至小到數(shù)十埃。其特點是分散相質(zhì)點大小在0.01~0.1 U m間，質(zhì)點大小均勻，顯微鏡不可見；質(zhì)點呈球狀；微乳液呈半透明至透明，熱力學(xué)穩(wěn)定，如果體系透明，流動性良好，且用離心機100g的離心加速度分離五分鐘不分層即可認為是微乳液；與油、水在一定范圍內(nèi)可混溶。分散相為油、分散介質(zhì)為水的體系稱為0/W型微乳狀液，反之則稱為W/0型微乳狀液。0/W型微乳液聚合的特征是聚合反應(yīng)的場所不是增溶膠束，而是乳化單體液滴，種核的生成以及粒子的成長，均在單體液滴內(nèi)發(fā)生；聚合物粒子的平均粒徑與初始單體液滴的直徑基本相同。自1980年stoffer等首次報道以微乳液為聚合介質(zhì)以來，微乳液聚合作為乳液聚合的ー個重要分支已引起了人們的高度重視。微乳液聚合反應(yīng)平穩(wěn)、快速，反應(yīng)過程無須攪拌，因此設(shè)備簡單，安全可靠；聚合產(chǎn)物是粒徑極小、單分散性較好、穩(wěn)定性高的高分子微乳膠，經(jīng)過處理后可得到相對分子量高、分布窄的聚合物；對于提高聚合物的各項性能有十分重要的現(xiàn)實意義；微乳液聚合的應(yīng)用前景非常廣闊。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中也有微乳液聚合聚全氟こ丙烯和由六氟丙烯、四氟乙烯、三氟丙烯三元聚合微乳液的方法，但是，存在以下問題:1、將氣相単體直接通入聚合釜內(nèi)，或者是氣相聚合后的物料“混入”已形成的微乳液中，或者是氣相物料溶解于微乳液中的聚合反應(yīng)，但并非是真正意義上的微乳液聚合；而且，在聚合釜內(nèi)由于氣相単體的聚集，存在爆聚的危險性；2、使用自由基引發(fā)劑引發(fā)聚合，其聚合溫度較高；3、在聚合反應(yīng)過程中需要不斷補加単體和引發(fā)劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有技術(shù)聚合速度慢，引發(fā)聚合溫度高，聚合反應(yīng)危險性大，反應(yīng)設(shè)備復(fù)雜，投資高、生產(chǎn)成本高。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0005]A.將純水、表面活性剤、助表面活性剤、液態(tài)含氟單體以及光引發(fā)劑在反應(yīng)容器內(nèi)充分混合，形成含氟單體和水組成的0/W微乳液；
[0006]B.將步驟A形成的0/W微乳液置于紫外線燈下照射，引發(fā)聚合反應(yīng)，生成微乳液形態(tài)的含氟聚合物，未聚合的液態(tài)含氟單體在反應(yīng)熱的作用下轉(zhuǎn)化為氣態(tài)含氟單體；
[0007]C.將步驟B中生成微乳液形態(tài)的含氟聚合物和氣態(tài)含氟單體分離，將所述氣態(tài)含氟單體回收循環(huán)使用。
[0008]上述方案中，所述含氟單體為四氟乙烯、六氟丙烯、三氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟こ烯、氟乙烯、六氟異丁烯、全氟乙烯基醚中的ー種或幾種的混合物，或者為乙烯或丙烯與四氟乙烯、六氟丙烯、三氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、六氟異丁烯、全氟乙烯基醚中的至少ー種的混合物。
[0009]上述方案中，所述表面活性劑為非離子型表面活性劑；所述助表面活性劑為低碳鏈醇；所述光引發(fā)劑選自羥甲基安息香、安息香衍生物、4-苯甲酰-1，3-二氧戊環(huán)衍生物、聯(lián)苯酰酮縮醇、a, a-二烷氧基苯こ酮、a -氨基苯こ酮、2，4，6_三甲基苯甲酰二苯基磷化氫氧化物中的任何ー種。
[0010]上述方案中，所述步驟B中聚合溫度為32°C~23°C。
[0011]上述方案中，所述步驟B中聚合壓カ為3.92MPa~4.42MPa。
[0012]上述方案中，所述步驟B中聚合時間為I~60分鐘。
[0013]上述方案中，所述紫外線燈發(fā)射光線的主波峰為480nm~300nm。
[0014]本發(fā)明還公開了在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的設(shè)備:包括微通道反應(yīng)裝置、紫外線燈、氣液分離裝置、以及將所述微通道反應(yīng)裝置和氣液分離裝置連接起來輸送反應(yīng)物料的管道，所述微通道反應(yīng)裝置內(nèi)設(shè)有反應(yīng)熱冷卻器，所述氣液分離裝置設(shè)有微乳液排出口和單體氣體排出ロ，所述紫外線燈設(shè)置于微通道反應(yīng)裝置上方。
[0015]上述方案中，所述微通道反應(yīng)裝置為單個微通道反應(yīng)器，或者兩個以上微通道反應(yīng)器通過串聯(lián)或并聯(lián)組成的微通道反應(yīng)器組；所述微通道反應(yīng)器包括混合段和聚合段，所述紫外線燈設(shè)置于聚合段的`上方；所述聚合段為玻璃或者石英材質(zhì)。
[0016]上述方案中，所述微通道反應(yīng)器的深度和寬度為0.liim~100iim。
[0017]本發(fā)明提供了在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法和設(shè)備，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在干:聚合速度快，可低溫引發(fā)聚合，聚合反應(yīng)安全性高，反應(yīng)設(shè)備簡單，投資少，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品性能優(yōu)越。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1、微通道反應(yīng)器11、微通道反應(yīng)器的混合段12、微通道反應(yīng)器的聚合段2、氣液分離裝置21、氣液分離裝置的微乳液排出ロ 22、氣液分離裝置的單體氣體排出ロ 3、紫外線燈
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進ー步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的設(shè)備包括:包括微通道反應(yīng)器1、紫外線燈3、氣液分離裝置2、以及將所述微通道反應(yīng)器I和氣液分離裝置2連接起來輸送反應(yīng)物料的管道；微通道反應(yīng)器I包括混合段11和聚合段12，紫外線燈2設(shè)置于微通道反應(yīng)器聚合段12的上方，微通道反應(yīng)器I的聚合段12的出料ロ通過管道與氣液分離器裝置2的進料ロ相連接，氣液分離裝置2設(shè)有微乳液排出ロ 21和單體氣體排出ロ 22。實施例中使用的紫外線燈為毛細管超高壓水銀燈，其所發(fā)光線的主波峰為300nm~480nm。
[0023]實施例1
[0024]反應(yīng)物的種類、名稱及重量如下表:
[0025]
【權(quán)利要求】
1.在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法，其特征在于:包括以下步驟: A.將純水、表面活性剤、助表面活性剤、液態(tài)含氟單體以及光引發(fā)劑在反應(yīng)容器內(nèi)充分混合，形成含氟單體和水組成的0/W微乳液； B.將步驟A形成的0/W微乳液置于紫外線燈下照射，引發(fā)聚合反應(yīng)，生成微乳液形態(tài)的含氟聚合物，未聚合的液態(tài)含氟單體在反應(yīng)熱的作用下轉(zhuǎn)化為氣態(tài)含氟單體； C.將步驟B中生成微乳液形態(tài)的含氟聚合物和氣態(tài)含氟單體分離，將所述氣態(tài)含氟單體回收循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法，其特征在于，所述含氟單體為四氟乙烯、六氟丙烯、三氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、六氟異丁烯、全氟乙烯基醚中的ー種或幾種的混合物，或者為乙烯或丙烯與四氟乙烯、六氟丙烯、三氟丙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙 烯、氟乙烯、六氟異丁烯、全氟乙烯基醚中的至少ー種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法，其特征在于，所述表面活性劑為非離子型表面活性劑；所述助表面活性劑為低碳鏈醇；所述光引發(fā)劑選自羥甲基安息香、安息香衍生物、4-苯甲酰-1，3-二氧戊環(huán)衍生物、聯(lián)苯酰酮縮醇、a，a-二烷氧基苯こ酮、a -氨基苯こ酮、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基磷化氫氧化物中的任何ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法，其特征在于，所述步驟B中聚合溫度為32°C~23°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法，其特征在于，所述步驟B中聚合壓カ為3.92MPa~4.42MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法，其特征在于，所述步驟B中聚合時間為I~60分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一所述的在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的方法，其特征在于，所述紫外線燈發(fā)射光線的主波峰為480nm~300nm。
8.在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的設(shè)備，其特征在于，包括微通道反應(yīng)裝置、紫外線燈、氣液分離裝置、以及將所述微通道反應(yīng)裝置和氣液分離裝置連接起來輸送反應(yīng)物料的管道，所述微通道反應(yīng)裝置內(nèi)設(shè)有反應(yīng)熱冷卻器，所述氣液分離裝置設(shè)有微乳液排出口和單體氣體排出ロ，所述紫外線燈設(shè)置于微通道反應(yīng)裝置上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的設(shè)備，其特征在于，所述微通道反應(yīng)裝置為單個微通道反應(yīng)器，或者兩個以上微通道反應(yīng)器通過串聯(lián)或并聯(lián)組成的微通道反應(yīng)器組；所述微通道反應(yīng)器包括混合段和聚合段，所述紫外線燈設(shè)置于聚合段的上方；所述聚合段為玻璃或者石英材質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在微乳液形態(tài)下制備含氟聚合物的設(shè)備，其特征在于，所述微通道反應(yīng)器的深度和寬度為0.1 ii m~100 ii m。
【文檔編號】C08F2/48GK103554318SQ201310495146
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】應(yīng)盛榮, 姜戰(zhàn), 應(yīng)悅 申請人:應(yīng)悅