CN103450605B - 一种改性聚三氟氯乙烯材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改性聚三氟氯乙烯的制备方法，包括以下步骤：将PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡按以下质量比100:6-8:0.5-1:1-2:0.5-1:1-2混合，混合后加入混炼机进行熔融塑化，混炼加工温度为250-280℃，转速为20-50r/min。本发明有效拓宽了PCTFE的加工窗口，使PCTFE材料能够在保持优良性能的情况下进行注塑成型，对扩大PCTFE制品应用范围起到了重要作用，为PCTFE制品的工业化生产提供了研究依据和实际的指导意义。
Description
技术领域
本发明属于高分子化合物的制备技术领域，具体涉及一种改性聚三氟氯乙烯材料的制备方法。
技术背景
聚三氟氯乙烯（PCTFE）是一种具有良好的化学惰性、耐化学腐蚀性以及优良的介电性能和光学性能的聚合物。在所有的塑料中，具有最低的水汽渗透率，不渗透任何气体，不助燃，是一种良好的屏障聚合物。PCTFE主要应用于电子、电气、耐低温器件、医用、化工等领域。
PCTFE加热到较高的温度才具有一定的流动性，其熔融温度为215℃，但是在230℃时其熔融粘度仍很高。由于其加工过程中具有较高的熔融粘度，因此必须在较高温度范围下加工才能使它具有足够流动性以适合注射加工。PCTFE获得便于加工粘度的温度为250-320℃，但其开始分解温度为310℃，加工温度与分解温度十分接近，又由于在注射过程中受剪切热影响，将进一步加剧其分解，故PCTFE加工温度范围较窄，加工过程中易分解。由于PCTFE具有以上特性，导致PCTFE树脂采用注射成型加工十分困难，且加工过程中极易出现分解现象，使PCTFE制品性能大幅下降，极大限制了其应用范围和生产能力。因此，对适于注射成型的改性PCTFE材料的制备和应用具有广泛的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改性PCTFE材料的制备方法，本方法所制备的改性PCTFE材料在注塑成型过程中不易分解、加工性能优良，适合进行注射成型加工。
为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案如下：
一种改性聚三氟氯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
将PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡按以下质量比100:6-8:0.5-1:1-2:0.5-1:1-2混合，混合后加入混炼机进行熔融塑化，混炼加工温度为250-280℃，转速为20-50r/min；
以上所有技术方案中优选的，PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量比为100:6:1:1:1:2。
以上所有技术方案中优选的，混炼加工温度为250-265℃。
以上所有技术方案中优选的，转速为30r/min。
所述的混合为利用高速混合机采用物理混合使得原料与助剂混合均匀。
上述的技术方案及下述的实施例中，混炼机制得的熔融塑化后所得产物，加入到注塑机中进行注射加工，注塑机加工温度250～260℃，模具温度为100℃，注塑出标准样条；对样品进行拉伸强度标准，弯曲强度标准，冲击强度标准和维卡热变形温度标准，性能测试与结果表征，具体见实施例。
本发明的有益效果在于：与未添加助剂改性的PCTFE相比，本发明采用添加稀土复合稳定剂和N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼可在注射过程中防止PCTFE因分解而颜色加深、制品性能下降，添加丙烯酸酯缩短了PCTFE熔融塑化时间，使得PCTFE制品加工流动性能、力学性能、热性能提高，所制备材料易于进行注射加工，且方法简单可行，易于操作。稀土复合稳定剂加入PCTFE后，稀土化合物中合适的阳离子基团能起置换PCTFE大分子上的氯原子的作用，减缓在加工过程中PCTFE的自由基反应速度，保持化学平衡，降低表面张力，达到防止光热和氧化作用，使熔融挤出、注射过程中制品的氯自由基活度降低，减弱由自由基引发的PCTFE分解作用，同时，丙烯酸酯和硬脂酸的加入降低了加工过程中物料的粘度，起到润滑作用，可防止PCTFE因受剪切力过大而导致的分解，以减缓PCTFE在注射过程中受热分解的程度，保证了PCTFE材料结构稳定，制品性能得以提高。
本发明采用稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸以及PE蜡，能够有效提高PCTFE树脂在注塑成型过程中的热稳定性和加工流动性，有解决善了PCTFE在加工过程中受热易分解、熔体粘度大而导致的注射加工困难的问题，对PCTFE材料进行注塑成型以扩大制品种类、应用范围与生产能力提供了有效的理论依据，具有广泛的经济和社会意义。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明做进一步说明。以下实施例中所使用的混炼机为梨形转子混炼机，型号：RM200-A，厂家：哈尔滨哈普电器技术有限公司。以下实施例中所参照的标准分别为拉伸强度标准：GB1040-79，弯曲强度标准：GB1042-79，冲击强度标准：GB1043-80，维卡热变形温度标准GB1634-79。以下实施例中所用的稀土复合稳定剂为内蒙古皓海化工责任有限公司生产的稀土改性复合稳定剂，型号为XG－502。
实施例1：
将PCTFE600g、稀土复合稳定剂36g、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼6g、丙烯酸酯6g、硬脂酸6g、PE蜡12g混合，混合后加入到混炼机中进行熔融塑化，混炼加工温度265℃，转速为30r/min；将混炼机制得的产物加入到注塑机中进行注射加工，注塑机加工温度260℃，模具温度为100℃，注塑出标准样条；参照上述拉伸强度标准，弯曲强度标准，冲击强度标准和维卡热变形温度标准，对样品进行性能测试与结果表征。
实施例2：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量分别为600g、48g、6g、6g、6g、12g。
实施例3：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例3中的混炼加工温度为255℃。
实施例4：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量分别为600g、48g、6g、9g、6g、12g。
实施例5：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量分别为600g、48g、6g、12g、6g、12g。
对比例1：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料PCTFE、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量分别为600g、6g、6g、6g、12g。
对比例2：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量分别为600g、12g、6g、6g、6g、12g。
对比例3：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量分别为600g、24g、6g、6g、6g、12g。
对比例4：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量分别为600g、60g、6g、6g、6g、12g。
对比例5：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、硬脂酸及PE蜡的质量分别为600g、48g、6g、6g、12g。
对比例6：
按所述的相同步骤重复进行实施例1，但是在实施例2中原料PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量分别为600g、48g、6g、3g、9g、12g。
下表为通过实施例和对比例所得到的注塑加工的改性聚三氟氯乙烯的性能测试数据。
表1改性聚三氟氯乙烯力学性能测试数据
表2改性聚三氟氯乙烯转矩流变测试数据
表3改性聚三氟氯乙烯热变形温度数据
由上表的性能测试数据可得，从表1和表3中的不同的实施例和对比例中的改性聚三氟氯乙烯力学性能和热变形温度的实验数据可以发现，原料中的稀土复合稳定剂可在注射过程中防止PCTFE因分解而颜色加深、制品性能下降。尤其是实施例1力学性能好，抗变形能力强。从表2中的不同的实施例和对比例中的改性聚三氟氯乙烯转矩流变测试数据可以发现，原料中的丙烯酸酯可以降低其塑化时间和平衡扭矩，降低了加工过程中物料的粘度，可防止PCTFE因受剪切力过大而导致的分解，以减缓PCTFE在注射过程中受热分解的程度。
上述实施例和对比例不以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的保护范围内。
Claims (4)
1.一种改性聚三氟氯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
将PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡按以下质量比100:6-8:0.5-1:1-2:0.5-1:1-2混合，混合后加入混炼机进行熔融塑化，混炼加工温度为250-280℃，转速为20～50r/min。
2.根据权利要求1所述的改性聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于：所述的PCTFE、稀土复合稳定剂、N，N’-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]肼、丙烯酸酯、硬脂酸及PE蜡的质量比为100:6:1:1:1:2。
3.根据权利要求1所述的改性聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于：所述的混炼加工温度为250-265℃。
4.根据权利要求1所述的改性聚三氟氯乙烯的制备方法，其特征在于：所述的转速为30r/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20150715 Termination date: 20180802 |