一种分散体制造技术

本发明专利技术公开了一种分散体，包括以下组分：不含全氟辛酸或全氟辛磺酸的含氟聚合物和作为乳化剂的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液，混合成的水性分散液，所述的聚多氟烷氧基醚酸是端基带卤素或者氢的聚多氟烷氧基醚酸乳化剂。本发明专利技术的技术方案主要涉及了以下三个方面的改进：（1）选择聚多氟烷氧基醚酸及其盐替代PFOA/PFOS作为含氟乳化剂，能有效的应用于氟化单体的水乳液聚合反应；（2）制得的含氟聚合物不含全氟辛酸或全氟辛磺酸，满足环境要求；（3）符合成本核算，在不增加生产设备和人员的情况下可大幅提高设备的单釜产量，同时，还能提高聚合时间、聚合产率等生产指标。

【技术实现步骤摘要】
一种分散体
本专利技术是一种分散体，具体涉及制备含氟聚合物的过程中含氟聚合物与乳化剂组成的混合物质，属于含氟聚合物的合成领域。
技术介绍
含氟聚合物是部分氢原子被氟原子取代的烷烃类聚合物的总称，也是一类比较特殊的高分子材料，可由一种或多种含氟单体在一定条件下进行聚合反应而成，其结构中高键能的氟碳键以及氟原子对分子链的屏蔽作用，使其具有一系列优良的特性，如：优异的耐化学腐蚀性、介电性能、耐气候性、不粘性、优良的摩擦性能等，当然，由于其优异的性能，含氟聚合物已成为现代科技、国防、电子电气、化工、医药以及机械工业等多个领域不可缺少的材料之一。在含氟聚合物的聚合过程中，通常需要加入一定量的含氟乳化剂，在该领域内，我们知道全氟辛磺酸（PFOS）或其盐可作为聚合反应中的含氟乳化剂，但早在2001年就已被美国环保署（EPA）提出了禁用法令，为此，3M公司还专门研发了全氟丁基磺酸（PFBS）C4F9SO3H来取代PFOS，PFBS的氟碳链短，无明显持久性生物积累，短时间内可随人体新陈代谢排出体外，且其排解物无毒害，其商品经大量测试证明防护功能和环境无害，现已被EPA和世界其他环保机构所批准。但据最新数据表明，现有最常用的含氟乳化剂为全氟辛酸及其盐，随其市场的日趋成熟，其安全和环保性能也遭到了质疑，2006年，EPA颁布了限制法令，该法令认为全氟辛酸铵（PFOA）和一些可分解生成PFOA的化学品由于其高度的稳定性能和难以降解的特性，极有可能引发癌症等重大疾病，为此，国内外各大生产企业正致力于研究一种新的化合物，以替代这类具有高稳定性特征的含氟乳化剂，提高含氟聚合物在各领域使用过程中的安全系数，特别是在医药等与人体直接接触的行业领域中，其安全性能尤其重要。已披露的作为聚合过程中含氟乳化剂使用的有：全氟聚醚（CN101218264B）、环状含氟化合物（CN102089335A）、替代全氟辛酸及其盐类的含氟乳化剂（CN101745338A）、通式XCF2CF2(O)MCF2CF2OCF2COOA表示的含氟乳化剂（CN101287766、CN101291987），上述含氟乳化剂均可替代PFOA/PFOS用于氟化单体的乳液聚合反应，且其含氟聚合物的水性乳化液均未表现出含氟辛酸或其盐所带来的不利影响。从上述专利文献披露的内容我们还以可知，现有的已披露的含氟乳化剂均是有效的，虽然解决了含氟乳化剂的毒理学特征，但却均未涉及含氟聚合物的产率及粒度等产品特征，以上述专利技术专利CN101218264B为例，在该专利文献中，给出了聚合时间、平均粒度、SSG（含氟聚合物的颗粒比重）、固体含量的对比数据，除聚合时间外，其余数据均无明显波动，由此可知，现有的涉及不含全氟辛酸的含氟乳化剂虽然解决了PFOA/PFOS高稳定性和难降解特可能对人体造成的危害，但却对整个生产效率未做出任何实质性的改进，基于现有市场竞争的日趋激烈，我们必须找到一种新的含氟乳化剂，不仅可替代PFOA/PFOS的使用，同时，还可从产品性能出发，获得长期、有效的经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种分散体，该分散体是由不含全氟辛酸或全氟辛磺酸的含氟聚合物和作为乳化剂的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液混合而成的水性分散液，由于作为乳化剂的聚多氟烷氧基醚酸在环境中不产生稳定的碳8，也不属于碳原子大于8的直链全氟碳饱和烃同系物，同时，由于醚键的引入，更使其降解性能增加，不易在环境中富集，因此，该水性分散液不存在生物蓄积性和其它毒性，适宜广泛推广使用。本专利技术通过下述技术方案实现：一种分散体，包括以下组分：不含全氟辛酸或全氟辛磺酸的含氟聚合物和作为乳化剂的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液，混合成的水性分散液，所述聚多氟烷氧基醚酸选自下述的一种或几种的组合：符合下式（Ⅰ）的聚多氟烷氧基醚酸：（Ⅰ），符合下式（Ⅱ）的聚多氟烷氧基醚酸：（Ⅱ），符合下式（Ⅲ）的聚多氟烷氧基醚酸：（Ⅲ），其中：T：、、、、；X：H、Cl、Br、I；R：H、Cl、Br、I；Y：—SO3H及其盐、—COOH及其盐、CH2CH2COOH及其盐、CH2CH2SO3H及其盐、—COOCH2CH2COOH及其盐、—COOCH2CH2SO3H及其盐、及其盐；及其盐；n的值为：0～4m的值为：1～20p的值为：0～4q的值为：0～1由上述聚多氟烷氧基醚酸的结构通式可知，聚多氟烷氧基醚酸及其盐类在环境中不产生稳定的碳8，也不属于碳原子大于8的直链全氟碳饱和烃同系物，同时，由于醚键的引入，还使其降解性能增加，因此，不会持久存在于环境中，难以形成生物储蓄性，从而对人体造成伤害。进一步的，所述的聚多氟烷氧基醚酸是端基带卤素或者氢的聚多氟烷氧基醚酸乳化剂。在本专利技术中，使用聚多氟烷氧基醚酸乳化剂替代现有氟聚物制造中使用最多的PFOA/PFOS是有效的，表现在：所述聚多氟烷氧基醚酸乳化剂的性能指标包括：酸值（以NaOH计）：<150mg/g；过氧值：<1.5g/100g；沸点：<260℃；表面张力：<40mN/m；临界胶束浓度（CMC）：<5%。优化的，所述聚多氟烷氧基醚酸乳化剂的性能指标进一步包括：酸值（以NaOH计）：<100mg/g；过氧值：<0.5g/100g；沸点：<160℃；表面张力：<20mN/m；临界胶束浓度（CMC）：<1.5%。在本专利技术中，所述的作为乳化剂的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液是在碱性水溶液中匀速滴加聚多氟烷氧基醚酸，一边滴加一边搅拌而制得，制得的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液的PH值为7～9，聚多氟烷氧基醚酸与水的重量配比是（0.1～20）：100。其中，所述的碱性水溶液包括氨水、氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化镁水溶液、三乙醇胺水溶液中的一种或多种的混合。优化的，所述的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液的配制温度为25～50℃、滴加速度为0.1～10ml/s、搅拌速度为20～200rpm。所述不含全氟辛酸或全氟辛磺酸的含氟聚合物呈固态。所述的不含全氟辛酸或全氟辛磺酸的含氟聚合物和水的重量配比为：（3～7）：10。所述的分散体不含全氟辛酸或全氟辛磺酸。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本专利技术以聚多氟烷氧基醚酸及其盐作为含氟聚合物水乳液聚合体系中的乳化剂，能有效的代替现有含氟乳化剂如：PFOA/PFOS等，环境友好，这种聚多氟烷氧基醚酸及其盐在环境中不会产生稳定的碳8，也不属于碳原子大于8的直链全氟碳饱和烃的同系物，同时，由于醚键的引入，更使其降解性能增加，不易在环境中富集，适宜广泛推广使用。（2）本专利技术通过聚多氟烷氧基醚酸及其盐作为乳化剂，由一种或多种氟化单体进行水乳液聚合，制得的含氟聚合物不含全氟辛酸或全氟辛磺酸，满足环境要求，不存在生物蓄积性和其它毒性，可广泛应用于厨具、医药等安全系数要求较高的领域中。（3）在本专利技术中，用此种聚多氟烷氧基醚酸及其盐生产的氟化单体水乳液的固体含量高（以质量计算），在不增加生产设备和人员的情况下可大幅提高设备单釜产量，例如：用此种聚多氟烷氧基醚酸及其盐制备的氟化单体水乳液的固体含量（以质量计算），可以达到35%～60%，是一般采用全氟烷基酸及其盐作为表面活性剂生产的氟化单体水乳液的固体含量的2～3倍。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分散体，其特征在于：包括以下组分：不含全氟辛酸或全氟辛磺酸的含氟聚合物和作为乳化剂的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液，混合成的水性分散液，所述聚多氟烷氧基醚酸选自下述的一种或几种的组合：符合下式（Ⅰ）的聚多氟烷氧基醚酸：（Ⅰ），符合下式（Ⅱ）的聚多氟烷氧基醚酸：（Ⅱ），符合下式（Ⅲ）的聚多氟烷氧基醚酸：  （Ⅲ），其中：T：、、、、；   X：H、Cl、Br、I；   R：H、Cl、Br、I；Y：—SO3H及其盐、—COOH及其盐、CH2CH2COOH及其盐、CH2CH2SO3H及其盐、—COOCH2CH2COOH及其盐、—COOCH2CH2SO3H及其盐、及其盐；及其盐；n的值为：0～4；  m的值为：1～20；p的值为：0～4；q的值为：0～1。

【技术特征摘要】
1.一种分散体，其特征在于：包括以下组分：不含全氟辛酸或全氟辛磺酸的含氟聚合物和作为乳化剂的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液，混合成的水性分散液，所述的分散体不含全氟辛酸或全氟辛磺酸，不含全氟辛酸或全氟辛磺酸的含氟聚合物是由一种或多种氟化单体在聚多氟烷氧基醚酸作为乳化剂的情况下经液相聚合后得到，所述聚多氟烷氧基醚酸选自下述的一种或几种的组合：符合下式（Ⅰ）的聚多氟烷氧基醚酸：（Ⅰ），符合下式（Ⅱ）的聚多氟烷氧基醚酸：（Ⅱ），其中：T：、、、；X：H、Br；R：H、Br、I；Y：—SO3H及其盐、—COOH及其盐、CH2CH2COOH及其盐、CH2CH2SO3H及其盐、—COOCH2CH2COOH及其盐、—COOCH2CH2SO3H及其盐、及其盐；及其盐；n的值为：0～4；m的值为：1～20；p的值为：0～4；q的值为：0～1，所述的作为乳化剂的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液是在碱性水溶液中匀速滴加聚多氟烷氧基醚酸，一边滴加一边搅拌而制得，制得的聚多氟烷氧基醚酸的盐的水溶液的PH值为7～9，聚多氟烷氧基醚酸与水的重量配比是（0.1～20）：100；所述的不含全氟辛酸或全氟辛磺酸的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘皓，陆盛麟，张林，周家发，郎宏波，
申请(专利权)人：成都晨光博达橡塑有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51