CN116162199A - 一种氟橡胶生胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氟橡胶生胶及其制备方法。所述制备方法包括:以主单体和硫化点单体为原料,水为反应介质,在引发剂和链转移剂存在下进行乳液聚合反应,生成氟橡胶生胶;所述引发剂包括第一引发剂和第二引发剂,所述第一引发剂在链引发时添加,所述第二引发剂在聚合反应达到链增长期后添加;所述第一引发剂包括质量比为(1‑4):1的过硫酸铵与过硫酸钾,所述第二引发剂包括质量比为1:(2‑5)的过硫酸铵与过硫酸钾;所述第一引发剂与第二引发剂的质量比为1:(0.5~3)。与使用单一引发剂制备的氟橡胶生胶相比,本发明提供的方法制备得到的氟橡胶生胶具有较高的分子量和较窄的分子量分布,以及良好的硫化性能和加工流动性。
Description
技术领域
本发明属于氟橡胶材料技术领域,具体涉及一种氟橡胶生胶及其制备方法。
背景技术
氟橡胶是指主链或侧链碳原子上含有氟原子的合成高分子聚合物,实际应用时通常需要进行硫化。过氧化物(或自由基)硫化氟橡胶最初是由美国杜邦公司在20世纪70年代初开发并商业化,而后日本大金公司和意大利苏威公司开发系列牌号产品。该类橡胶除具有氟橡胶特有的耐高温、耐腐蚀等优异性能外,还具有突出的热撕裂性、耐过热蒸汽、耐有机介质等性能,在电子电气工业、化学工业、机械工业、国防工业等领域具有广泛应用。
工业上未硫化的氟橡胶生胶通常是以水为反应介质,由含氟单体(如偏氟乙烯(VDF)、六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)等)和硫化点单体(如CSM)以一定的配比,经乳液聚合制备得到。如CN 104098730A公开了一种低门尼高氟含量氟橡胶及其制备方法,通过引入特殊的改性单体结合其他单体配比的调整,使制备得到的氟橡胶的氟含量达到72%以上,门尼粘度≤30。CN 105111353A公开了一种特种耐低温氟橡胶制备方法,通过采用光化反应和特种氟单体,使制备得到的氟橡胶能耐零下40℃的低温。
但这种方法制备的氟橡胶往往分子量较低,分子量分布较宽,加工过程中加工流动性和硫化性能不好。而近年来随着氟橡胶应用的扩展,对其性能的要求也日益增加,已有的氟橡胶种类越来越不能满足市场需求。因此,有待于研究一种分子量较高,分子量分布较窄,硫化性能和加工流动性较好的氟橡胶材料,以满足实际应用的需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种氟橡胶生胶及其制备方法。与使用单一引发剂制备的氟橡胶生胶相比,该氟橡胶生胶具有较高的分子量和较窄的分子量分布,以及良好的硫化性能和加工流动性。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种氟橡胶生胶的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
以主单体和硫化点单体为原料,水为反应介质,在引发剂和链转移剂存在下进行乳液聚合反应,生成氟橡胶生胶;
其中,所述引发剂包括第一引发剂和第二引发剂,所述第一引发剂在链引发时添加,所述第二引发剂在聚合反应达到链增长期后添加;
所述第一引发剂包括质量比为(1-4):1(例如可以是1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3:1、3.2:1、3.5:1、3.8:1或4:1等)的过硫酸铵与过硫酸钾;
所述第二引发剂包括质量比为1:(2-5)(例如可以是1:2、1:2.2、1:2.5、1:2.8、1:3、1:3.2、1:3.5、1:3.8、1:4、1:4.2、1:4.5、1:4.8或1:5等)的过硫酸铵与过硫酸钾;
所述第一引发剂与第二引发剂的质量比为1:(0.5~3),例如可以是1:0.5、1:0.8、1:1、1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.5、1:2.8或1:3等。
需要说明的是,本发明中所述主单体是指用于聚合反应合成所述氟橡胶生胶的主要单体,亦即用于制备所述氟橡胶生胶的所有单体中除硫化点单体之外的单体。所述硫化点单体是指为氟橡胶生胶提供硫化位点的单体。达到所述链增长期的时间可以根据本领域常规方法进行判断,本发明中一般为链引发30-50min后。
相较于使用单一引发剂制备的氟橡胶生胶,本发明通过在链引发期和链增长期分别采用上述特定成分和比例的第一引发剂和第二引发剂,利用二者的协同作用,使得引发剂的分解速率得到有效的控制和互补,能够控制链引发速率,提高链增长速率,使不同反应期产生的自由基数量均衡,结合其他物料、工艺条件和步骤,从而得到了一种分子量较高,分子量分布较窄,硫化性能和加工流动性较好的氟橡胶生胶。如果得到的聚合物分子量分布较宽,会导致低分子量聚合物增多,由于低分子量聚合物链较短,在过氧化物硫化过程,交联点单体在低分子量聚合物中的含量相对较少,会导致低分子量聚合物硫化后不能形成致密的交联网状。而且由于硫化加工过程中的温度较高(160-200℃),低分子量聚合物的存在还会导致橡胶粘辊的现象等。
在本发明一些实施方式中,所述主单体为偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯。
在本发明一些实施方式中,所述制备方法包括如下步骤:
(1)向反应器中加入水作为反应介质,去除所述反应器中的空气,将乳化剂溶于所述水中,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的第一混合气体;
(2)加入所述第一引发剂、链转移剂和硫化点单体,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的第二混合气体维持反应压力,当反应达到链增长期时加入所述第二引发剂,当参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯达到预设的投料量时结束反应,生成氟橡胶生胶。
在本发明一些实施方式中,步骤(1)中通入的第一混合气体中偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为(15-45):(15-30):(40-55)。
在本发明一些实施方式中,步骤(3)中补加的第二混合气体中偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为(40-54):(18-25):(28-42)。
在本发明一些实施方式中,所述反应介质的体积为所述反应器容积的60-70%;例如可以是60%、62%、63%、65%、66%、68%或70%等。
在本发明一些实施方式中,所述乳化剂为全氟辛酸盐,如全氟辛酸铵、全氟辛酸钠、全氟辛酸钾。
在本发明一些实施方式中,所述乳化剂的用量为所述反应介质质量的0.01-5%;例如可以是0.01%、0.05%、0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%等。
在本发明一些实施方式中,所述第一引发剂的用量为所述反应介质质量的0.1-1%;例如可以是0.1%、0.3%、0.5%、0.8%或1%等。
在本发明一些实施方式中,所述硫化点单体为卤代含氟烯烃,优选选自三氟溴乙烯、三氟碘乙烯、全氟碘代烷基乙烯基醚、全氟溴代烷基乙烯基醚和3,3,4,4-四氟-4-溴-1-丁烯的一种或至少两种的组合,进一步优选为三氟溴乙烯和/或3,3,4,4-四氟-4-溴-1-丁烯。
需要说明的是,本发明中所述卤代含氟烯烃是指由除氟以外的卤素原子取代的含氟烯烃。
在本发明一些实施方式中,所述硫化点单体的用量为所述主单体总投料质量的0.5-3%;例如可以是0.5%、0.8%、1%、1.2%、1.5%、1.8%、2%、2.2%、2.5%、2.8%或3%等。
需要说明的是,本发明中所述主单体的总投料质量是指实际参与反应的主单体的总质量。当主单体为偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯时,即是指实际参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的总质量。
在本发明一些实施方式中,所述链转移剂为碘代烷烃,优选为α,ω-二碘烷烃和/或α,ω-二碘全氟烷烃,进一步优选选自二碘甲烷、1,4-二碘丁烷和1,4-二碘全氟丁烷中的一种或至少两种的组合。
在本发明一些实施方式中,所述链转移剂的用量为所述主单体总投料质量的0.01-5%;例如可以是0.01%、0.03%、0.05%、0.08%、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%、0.8%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%或5%等。
在本发明一些实施方式中,所述反应的温度为50-100℃,例如可以是50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等;优选为70-100℃。
在本发明一些实施方式中,所述反应的压力为1.6-3.5MPa,例如可以是1.6MPa、1.8MPa、2.0MPa、2.2MPa、2.3MPa、2.5MPa、2.8MPa、3MPa、3.2MPa或3.5MPa等;优选为2.0-3.5MPa。
在本发明一些实施方式中,所述制备方法包括如下步骤:
(1)按重量份数计,向反应器中加入100份水作为反应介质,所述反应介质的体积为所述反应器容积的60-70%,将所述反应器抽空至氧含量≤30ppm,加入0.01-5份乳化剂,升温至50-100℃,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为(15-45):(15-30):(40-55)的第一混合气体,至反应器内压力为1.6-3.5MPa;
(2)加入0.1-1份第一引发剂,所述第一引发剂由硫酸铵与过硫酸钾按质量比(1-4):1组成,以及分别占偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯总投料质量0.01-5%的链转移剂和0.5-3%的硫化点单体,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为(40-54):(18-25):(28-42)的第二混合气体,维持反应压力恒定,当反应达到链增长期后加入第二引发剂,所述第二引发剂由硫酸铵与过硫酸钾按质量比1:(2-5)组成,所述第一引发剂与第二引发剂的质量比为1:(0.5~3),当参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯达到预设的投料量时结束反应;
(4)将步骤(3)得到的聚合乳液凝聚、洗涤、干燥后,得到氟橡胶生胶。
第二方面,本发明提供一种氟橡胶生胶,由第一方面所述的制备方法制备得到。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
相较于使用单一引发剂制备的氟橡胶生胶,本发明通过在链引发期和链增长期分别采用上述特定成分和比例的第一引发剂和第二引发剂,利用二者的协同作用,使得引发剂的分解速率得到有效的控制和互补,能够控制链引发速率,提高链增长速率,使不同反应期产生的自由基数量均衡,结合其他物料、工艺条件和步骤,从而得到了一种分子量较高,分子量分布较窄,硫化性能和加工流动性较好的氟橡胶生胶。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种氟橡胶生胶,其制备方法如下:
(1)向50L反应器中加入30L去离子水作为反应介质,将所述反应器抽空至氧含量≤30ppm,加入35g全氟辛酸钠,升温至85℃,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为34:22:44的第一混合气体,至反应器内压力为3.0MPa;
(2)加入45g第一引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比1:1组成),25g二碘甲烷和70g三氟碘乙烯,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为42:20:38的第二混合气体,使反应器内绝对压力维持为3.0±0.02MPa,当反应达到链增长期后(链引发32min后)加入25g第二引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比1:4组成),当聚合乳液固含量达到30%时(反应时间2.5h,参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为42:23:35)结束反应,回收未反应的单体,将聚合乳液放至凝聚桶;
(4)向步骤(3)得到的聚合乳液中加入MgCl2进行凝聚,经洗涤,100℃真空干燥后,得到氟橡胶生胶。
实施例2
本实施例提供一种氟橡胶生胶,其制备方法如下:
(1)向50L反应器中加入32L去离子水作为反应介质,将所述反应器抽空至氧含量≤30ppm,加入40g全氟辛酸铵,升温至92℃,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为31:23:46的第一混合气体,至反应器内压力为2.3MPa;
(2)加入38g第一引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比4:1组成),35g 1,4-二碘丁烷和80g三氟溴乙烯,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为48:22:30的第二混合气体,使反应器内绝对压力维持为2.3±0.02MPa,当反应达到链增长期后(链引发38min后)加入45g第二引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比1:2组成),当聚合乳液固含量达到28%时(反应时间3.5h,参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为45:24:31)结束反应,回收未反应的单体,将聚合乳液放至凝聚桶;
(4)向步骤(3)得到的聚合乳液中加入MgCl2进行凝聚,经洗涤,100℃真空干燥后,得到氟橡胶生胶。
实施例3
本实施例提供一种氟橡胶生胶,其制备方法如下:
(1)向50L反应器中加入30L去离子水作为反应介质,将所述反应器抽空至氧含量≤30ppm,加入1500g全氟辛酸钠,升温至50℃,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为45:15:40的第一混合气体,至反应器内压力为1.6MPa;
(2)加入100g第一引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比2:1组成),48g 1,4-二碘全氟丁烷和105g全氟2-溴四氟乙基三氟乙烯基醚,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为54:18:28的第二混合气体,使反应器内绝对压力维持为1.6±0.02MPa,当反应达到链增长期后(链引发35min后)加入150g第二引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比1:5组成),当聚合乳液固含量达到31%时(反应时间2.8h,参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为39:26:35)结束反应,回收未反应的单体,将聚合乳液放至凝聚桶;
(4)向步骤(3)得到的聚合乳液中加入MgCl2进行凝聚,经洗涤,100℃真空干燥后,得到氟橡胶生胶。
实施例4
本实施例提供一种氟橡胶生胶,其制备方法如下:
(1)向50L反应器中加入30L去离子水作为反应介质,将所述反应器抽空至氧含量≤30ppm,加入500g全氟辛酸钠,升温至70℃,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为25:25:50的第一混合气体,至反应器内压力为2.0MPa;
(2)加入200g第一引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比3:1组成),60g二碘甲烷和120g 3,3,4,4-四氟-4-溴-1-丁烯,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为45:20:35的第二混合气体,使反应器内绝对压力维持为2.0±0.02MPa,当反应达到链增长期后(链引发48min后)加入315g第二引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比1:3组成),当聚合乳液固含量达到28%时(反应时间4.2h,参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为41:25:34)结束反应,回收未反应的单体,将聚合乳液放至凝聚桶;
(4)向步骤(3)得到的聚合乳液中加入MgCl2进行凝聚,经洗涤,100℃真空干燥后,得到氟橡胶生胶。
实施例5
本实施例提供一种氟橡胶生胶,其制备方法如下:
(1)向50L反应器中加入30L去离子水作为反应介质,将所述反应器抽空至氧含量≤30ppm,加入50g全氟辛酸钠,升温至90℃,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为30:30:40的第一混合气体,至反应器内压力为2.5MPa;
(2)加入80g第一引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比2.5:1组成),70g 1,4-二碘丁烷和150g 3,3,4,4-四氟-4-溴-1-丁烯,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为50:25:25的第二混合气体,使反应器内绝对压力维持为2.5±0.02MPa,当反应达到链增长期后(链引发47min后)加入150g第二引发剂(由过硫酸铵与过硫酸钾质量比1:3.5组成),当聚合乳液固含量达到26%时(反应时间5h,参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为33:25:43)结束反应,回收未反应的单体,将聚合乳液放至凝聚桶;
(4)向步骤(3)得到的聚合乳液中加入MgCl2进行凝聚,经洗涤,100℃真空干燥后,得到氟橡胶生胶。
对比例1
提供一种氟橡胶生胶,其制备方法如下:
(1)向50L反应器中加入30L去离子水作为反应介质,将所述反应器抽空至氧含量≤30ppm,加入35g全氟辛酸钠,升温至85℃,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为34:22:44的混合气体,至反应器内压力为3.0MPa;
(2)加入25.5g过硫酸铵和34.5g过硫酸钾,25g二碘甲烷和70g三氟碘乙烯,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为42:20:38的混合气体,使反应器内绝对压力维持为3.0±0.02MPa,当聚合乳液固含量达到30%时(参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为33:25:43)结束反应,回收未反应的单体,将聚合乳液放至凝聚桶;
(4)向步骤(3)得到的聚合乳液中加入MgCl2进行凝聚,经洗涤,100℃真空干燥后,得到氟橡胶生胶。
对比例2
提供一种氟橡胶生胶,其制备方法与实施例1的区别在于:第一引发剂由过硫酸铵与过硫酸钾质量比5:1组成,第二引发剂由过硫酸铵与过硫酸钾质量比1:6组成。
对比例3
提供一种氟橡胶生胶,其制备方法与实施例1的区别在于:第一引发剂由过硫酸铵与过硫酸钾质量比0.6:1组成,第二引发剂由过硫酸铵与过硫酸钾质量比1:1.5组成。
对比例4
提供一种氟橡胶生胶,其制备方法与实施例1的区别在于:第一引发剂添加量为5g,第二引发剂添加量为55g。
对比例5
提供一种氟橡胶生胶,其制备方法与实施例1的区别在于:第一引发剂添加量为58g,第二引发剂添加量为2g。
性能测试:
采用凝胶渗透色谱法(GPC)测试上述实施例和对比例得到的氟橡胶生胶的数均分子量和分子量分布,测试结果如下表1所示。
将上述实施例和对比例得到的氟橡胶生胶用如下硫化配方进行硫化:
硫化方法为:
用压机和钢膜将3.5mm片压制成160mm×110mm×2mm试片;将Φ28mm的圆柱条剪下一段约15g的圆柱毛坯,再模压制成Φ29mm×12.5mm圆柱试样;
将上述试片和圆柱试样先进行一段硫化,一段硫化条件为压力6MPa,温度177℃,硫化胶片保压10min,然后在30%压缩量下保压20min;
然后将一段硫化后的试片和圆柱试样进行二段硫化;
其中,一段硫化后的试片悬挂在鼓风烘箱中进行二段硫化,二段硫化条件为:依次室温保温2h,150℃保温2h,180℃保温2h,200℃保温2h,230℃保温4h,然后不开烘箱门自然冷却到室温;
一段硫化后的圆柱试样先放入不锈钢盘内再放入烘箱中,在230℃下保温4h进行二段硫化,然后不开烘箱门自然冷却到室温。
对得到的硫化氟橡胶的性能进行测试,测试方法如下:
拉伸强度和断裂伸长率:
压缩永久变形:200℃,30%压缩量,压缩70h;
耐甲醇(△V):将样品在23℃甲醇中浸泡70h,测量浸泡后的样品体积变化率;
流变性能:测试最大扭矩MH和最小扭矩ML
上述性能测试的结果如下表1所示:
表1
从表1可以看出,本发明提供的氟橡胶生胶的数均分子量为7-10万,分子量分布系数为1.6-1.8,具有较高的分子量和较窄的分子量分布。经硫化后得到的硫化氟橡胶的拉伸强度为22.0-23.5,断裂伸长率为240-280%,压缩永久变形(200℃×70h)为18-20%,甲醇浸泡70h后体积变化率为2-3%,最大扭矩MH为2.30-2.35N·m,最小扭矩ML为0.45-0.56N·m,经观察硫化试片无硫痕无花斑,具有良好的硫化性能和加工流动性。
其中,与实施例1相比,对比例1将引发剂在初期一次性加入,导致聚合反应初期自由基浓度过高,得到的氟橡胶生胶中共聚单体链段分布不均,并且有较多低聚物产生,分子量分布较宽,硫化氟橡胶拉伸强度及最大扭矩MH(交联密度)相对偏低,耐压缩和耐甲醇性能较差,加工时有粘辊现象。
与实施例1相比,对比例2第一引发剂中过硫酸铵与过硫酸钾的质量比过大,第二引发剂中过硫酸铵与过硫酸钾的质量比过小,导致链引发期自由基浓度过高,链增长期自由基浓度过低,链引发期和链增长期的自由基数量不均衡,得到的氟橡胶生胶分子量分布较宽,硫化氟橡胶拉伸强度较低,硫化点单体在聚合物链段中接入不均匀导致耐压缩性能较差,且加工时有粘辊现象。
与实施例1相比,对比例3若第一引发剂中过硫酸铵与过硫酸钾的质量比过小,第二引发剂中过硫酸铵与过硫酸钾的质量比过大,导致链引发期自由基浓度过低,链增长期自由基浓度过高,链引发期和链增长期的自由基数量不均衡,得到的氟橡胶生胶分子量分布较宽,硫化氟橡胶拉伸强度较低,耐压缩性能较差,且加工时有粘辊现象。
与实施例1相比,对比例4第一引发剂与第二引发剂的质量比过小,导致链引发期和链增长期自由基浓度过低,聚合反应时间较长,得到的氟橡胶生胶分子量偏低,分子量分布较宽,硫化氟橡胶拉伸强度较低,硫化点单体接入链段较少,最大扭矩MH较低,耐压缩性能较差,且加工时有粘辊现象。
与实施例1相比,对比例5第一引发剂与第二引发剂的质量比过大,导致链引发期和链增长期自由基浓度过高,聚合速率较快,得到的氟橡胶生胶分子量分布较宽,硫化氟橡胶拉伸强度较低,硫化点单体接入橡胶链段不均匀,最大扭矩MH较低,耐压缩性能较差,且加工时有粘辊现象。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种氟橡胶生胶的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
以主单体和硫化点单体为原料,水为反应介质,在引发剂和链转移剂存在下进行乳液聚合反应,生成氟橡胶生胶;
其中,所述引发剂包括第一引发剂和第二引发剂,所述第一引发剂在链引发时添加,所述第二引发剂在聚合反应达到链增长期后添加;
所述第一引发剂包括质量比为(1-4):1的过硫酸铵与过硫酸钾;
所述第二引发剂包括质量比为1:(2-5)的过硫酸铵与过硫酸钾;
所述第一引发剂与第二引发剂的质量比为1:(0.5~3)。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述主单体为偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯;
优选地,所述制备方法包括如下步骤:
(1)向反应器中加入水作为反应介质,去除所述反应器中的空气,将乳化剂溶于所述水中,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的第一混合气体;
(2)加入所述第一引发剂、链转移剂和硫化点单体,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的第二混合气体维持反应压力,当反应达到链增长期时加入所述第二引发剂,当参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯达到预设的投料量时结束反应,生成氟橡胶生胶。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中通入的第一混合气体中偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为(15-45):(15-30):(40-55);
优选地,步骤(3)中补加的第二混合气体中偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的摩尔比为(40-54):(18-25):(28-42);
优选地,所述反应介质的体积为所述反应器容积的60-70%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述乳化剂为全氟辛酸盐;
优选地,所述乳化剂的用量为所述反应介质质量的0.01-5%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述第一引发剂的用量为所述反应介质质量的0.1-1%。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法,其特征在于,所述硫化点单体为卤代含氟烯烃,优选选自三氟溴乙烯、三氟碘乙烯、全氟碘代烷基乙烯基醚、全氟溴代烷基乙烯基醚和3,3,4,4-四氟-4-溴-1-丁烯的一种或至少两种的组合,进一步优选为三氟溴乙烯和/或3,3,4,4-四氟-4-溴-1-丁烯;
优选地,所述硫化点单体的用量为所述主单体总投料质量的0.5-3%。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法,其特征在于,所述链转移剂为碘代烷烃,优选为α,ω-二碘烷烃和/或α,ω-二碘全氟烷烃,进一步优选选自二碘甲烷、1,4-二碘丁烷和1,4-二碘全氟丁烷中的一种或至少两种的组合;
优选地,所述链转移剂的用量为所述主单体总投料质量的0.01-5%。
8.根据权利要求2-7任一项所述的制备方法,其特征在于,所述反应的温度为50-100℃,优选为70-100℃;
优选地,所述反应的压力为1.6-3.5MPa,优选为2.0-3.5MPa。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
(1)按重量份数计,向反应器中加入100份水作为反应介质,所述反应介质的体积为所述反应器容积的60-70%,将所述反应器抽空至氧含量≤30ppm,加入0.01-5份乳化剂,升温至50-100℃,通入偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为(15-45):(15-30):(40-55)的第一混合气体,至反应器内压力为1.6-3.5MPa;
(2)加入0.1-1份第一引发剂,所述第一引发剂由硫酸铵与过硫酸钾按质量比(1-4):1组成,以及分别占偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯总投料质量0.01-5%的链转移剂和0.5-3%的硫化点单体,开始引发聚合反应;
(3)反应过程中,持续补加偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯摩尔比为(40-54):(18-25):(28-42)的第二混合气体,维持反应压力恒定,当反应达到链增长期后加入第二引发剂,所述第二引发剂由硫酸铵与过硫酸钾按质量比1:(2-5)组成,所述第一引发剂与第二引发剂的质量比为1:(0.5~3),当参与反应的偏氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯达到预设的投料量时结束反应;
(4)将步骤(3)得到的聚合乳液凝聚、洗涤、干燥后,得到氟橡胶生胶。
10.一种氟橡胶生胶,其特征在于,由权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。
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