一种改性聚氟乙烯树脂的制备方法技术

本发明专利技术公开一种改性聚氟乙烯薄膜的制备方法，先制备包括10～60％的聚氟乙烯树脂、0.1～5％的交联剂和40～80％的潜溶剂的制膜配方，再经1～50kGy辐照，经交联反应后得到改性聚氟乙烯薄膜。本发明专利技术提供的改性聚氟乙烯薄膜兼具熔体黏度、拉伸性能和水蒸气透过性等特性，适合用于制备管道。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚氟乙烯树脂的制备方法
本专利技术属于聚合物制备领域，尤其是涉及一种改性聚氟乙烯树脂的制备方法。
技术介绍
聚氟乙烯树脂(PVF)由氟乙烯单体(VF)通过自由基聚合反应得到，其中氟元素的含量为41％，是含氟聚合物材料中氟含量最低的一种，在化学稳定性、耐老化氧化性和机械性能方面有良好的表现，被广泛应用于建筑、桥梁、光伏、化工等领域。聚氟乙烯树脂的应用主要以薄膜和涂料的形式使用，其中：薄膜用途包括建筑材料的保护层，光伏背板膜、脱模剂等；涂料用途包括容器内衬、建筑保护涂料等。对于聚氟乙烯薄膜的制备，现有技术做出了如下努力。中国专利CN105774152公开了一种三层共挤聚氟乙烯薄膜的制备方法，得到的薄膜具有优异的抗老化性能。中国专利CN108611007公开了一种耐候型聚氟乙烯胶带，在聚氟乙烯薄膜层上复合胶黏层，适用于对耐候有要求的领域，包括绝缘护套、空气净化充气结构和桥梁拉索套管的保护。中国专利CN101168295公开了一种熔融挤出吹塑法制备聚氟乙烯薄膜的配方和工艺。中国专利CN108610781描述了一种含有聚氟乙烯树脂的组合物，能够用作涂料，具有良好的耐候性和耐化学品腐蚀性。上述专利报道的方法，仅能制备出适用于常规应用领域的聚氟乙烯薄膜，无法制备出兼具高熔体黏度、拉伸性能和水蒸气透过性的聚氟乙烯薄膜，也就无法制备出适用于管道的聚氟乙烯薄膜。而由于聚氟乙烯的分解温度低、熔融温度接近分解温度，熔体黏度较大，故在薄膜制备过程中需加入潜溶剂来降低聚氟乙烯树脂的熔融温度和提供熔融流动性。然而，大量的潜溶剂的使用会降低聚氟乙烯混合物熔体的黏度，限制某些加工过程的进行，如管道挤出。因此，需要对制备聚氟乙烯薄膜的加工过程做进一步的技术改进，以使制备得到的聚氟乙烯薄膜同时具备高熔体黏度、拉伸性能和水蒸气透过性等特性，从而拓宽聚氟乙烯薄膜在管道等领域的应用。
技术实现思路
针对现有技术聚氟乙烯薄膜加工工艺的不足，本专利技术提出一种制备聚氟乙烯薄膜的改性方法，能够使制备得到聚氟乙烯薄膜兼具熔体黏度、拉伸性能和水蒸气透过性等特性，使之适用于管道等领域。本专利技术提供如下技术方案：一种改性聚氟乙烯薄膜的制备方法，所述方法包括：(1)提供一种制膜配方，所述制膜配方包括：以重量计，10～60％的聚氟乙烯树脂，0.1～5％的交联剂，40～80％的潜溶剂；(2)在1～50kGy辐照剂量下，使制膜配方发生交联反应，得到改性聚氟乙烯薄膜。本专利技术提供的制备方法，使用的制膜配方包括：以重量计，10～60％的聚氟乙烯树脂，0.1～5％的交联剂，40～80％的潜溶剂。作为一种优选的实施方式，所述制膜配方包括：以重量计，20～50％的聚氟乙烯树脂，0.3～3％的交联剂，50～70％的潜溶剂。本专利技术提供的制备方法，使用的制膜配方中，聚氟乙烯树脂可以是聚氟乙烯均聚物，也可以是氟乙烯与其他含氟共聚单体的共聚物。作为一种优选的实施方式，所述聚氟乙烯树脂是聚氟乙烯均聚物。作为另一种优选的实施方式，所述聚氟乙烯树脂是氟乙烯与其他含氟共聚单体的共聚物。本专利技术提供的制备方法，使用的制膜配方中，交联剂可以是本领域常用的交联剂。作为一种优选的实施方式，所述交联剂选自三烯丙基三聚氰酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种。作为另一种优选的实施方式，所述交联剂选自三烯丙基异三聚氰酸酯。本专利技术提供的制备方法，使用的制膜配方中，使用的潜溶剂可以是本领域常用的潜溶剂。作为一种优选的实施方式，所述潜溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺、γ-丁内脂、N,N二甲基甲酰胺和邻苯二甲酸二甲酯中的至少一种。作为另一种优选的实施方式，所述潜溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺和γ-丁内脂中的至少一种。本专利技术提供的制备方法，对制膜配方物质进行辐照时，辐照剂量为1～50kGy。作为一种优选的实施方式，所述辐照剂量为5～40kGy。作为另一种优选的实施方式，所述辐照剂量为10～30kGy。本专利技术提供的制备方法，对于制膜配方中各组分的混合，优选采用高速混合器混合。作为一种优选的实施方式，高速混合器混合时，混合温度为40～120℃，混合速度为500～1500转/分钟。作为另一种优选的实施方式，高速混合器混合时，混合温度为60～100℃，混合速度为700～1200转/分钟。本专利技术提供的制备方法，对于辐照交联反应时，优选在在1～50kGy辐照剂量下，使制膜配方发生交联反应，再经螺杆挤出机熔融造粒后得到改性聚氟乙烯薄膜，挤出温度为120～200℃。本专利技术提供的制备方法，对于制膜配方而言，除聚氟乙烯树脂、交联剂和潜溶剂外，还可以包括选自填料、导电剂、抗静电剂、稳定剂和着色剂中的至少一种。使用的填料、导电剂、抗静电剂、稳定剂和着色剂，可以是本领域常用的填料、导电剂、抗静电剂、稳定剂和着色剂。作为一种优选的实施方式，所述填料选自二氧化钛、炭黑、聚合物纤维、碳纤维和植物纤维中的至少一种。当制膜配方中使用填料、导电剂、抗静电剂、稳定剂和着色剂时，填料、导电剂、抗静电剂、稳定剂和着色剂的用量可以根据实际情况确定。作为一种优选的实施方式，所述填料的用量，以重量计，为制膜配方总重量的0～10％。本专利技术制备得到的改性聚氟乙烯薄膜，其在100s-1下在170℃的温度时具有500～1500Pa.s的黏度，拉伸强度为60～80MPa。本专利技术制备得到的改性聚氟乙烯薄膜，特别适合用于管道等领域。本专利技术还提供一种由上述制膜配方制备管道的方法，所述方法包括：(1)使制膜配方经1～50kGy辐照剂量处理，加入双螺杆挤出机中挤出，挤出机温度为120～200℃，螺杆转速为50～100rpm；(2)通过口模形成管状物，进入冷却水中冷却定型，冷却水温度为30～90℃；(3)管状物先纵向拉伸，拉伸倍率为2～10倍，拉伸温度100～140℃；(4)纵向拉伸后的管状物再通过扩径，扩径倍率为2～5倍，扩径温度为110～170℃；(5)进行脱挥和热定型处理，得到到成品管道，脱挥温度120～180℃，热定型温度为170～210℃。本专利技术提供的制备管道的方法，所述步骤(4)中，作为一种优选的方式，扩径方式选自管外真空扩径、管内加压扩径和管外真空-管内加压联合扩径中的至少一种。本专利技术制备的管道，可以是改性聚氟乙烯树脂单层挤出，也可以是添加物不同的改性聚氟乙烯树脂制备的层数不小于2层的复合管道，也可以与其他材料共挤出得到层数不小于2层的复合管道。本专利技术制备的管道，其直径为0.5～10mm，壁厚0.1～2mm。作为一种优选的方式，所述管道的直径为2～5mm、壁厚0.1～0.5mm。具体实施方式下面结合具体实施例来对本专利技术进行进一步说明，但并不将本专利技术局限于这些具体实施方式。本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述方法包括：/n(1)提供一种制膜配方，所述制膜配方包括：以重量计，10～60％的聚氟乙烯树脂，0.1～5％的交联剂，40～80％的潜溶剂；/n(2)在1～50kGy辐照剂量下，使制膜配方发生交联反应，得到改性聚氟乙烯薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述方法包括：
(1)提供一种制膜配方，所述制膜配方包括：以重量计，10～60％的聚氟乙烯树脂，0.1～5％的交联剂，40～80％的潜溶剂；
(2)在1～50kGy辐照剂量下，使制膜配方发生交联反应，得到改性聚氟乙烯薄膜。


2.按照权利要求1所述的改性聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述制膜配方包括：以重量计，20～50％的聚氟乙烯树脂，0.3～3％的交联剂，50～70％的潜溶剂。


3.按照权利要求1所述的改性聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：
所述交联剂选自三烯丙基三聚氰酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种；
所述潜溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺、γ-丁内脂、N,N二甲基甲酰胺和邻苯二甲酸二甲酯中的至少一种；
所述聚氟乙烯树脂为聚氟乙烯均聚物，或氟乙烯与其他含氟共聚单体的共聚物；
辐照剂量为5～40kGy。


4.按照权利要求3所述的改性聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：
所述交联剂选自三烯丙基异三聚氰酸酯；
所述潜溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺和γ-丁内脂中的至少一种；
所述聚氟乙烯树脂为聚氟乙烯均聚物；
辐照剂量为10～30kGy。


5.按照权利要求1所述的改性聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：
所述步骤(1)中，制膜配方中各组分采用高速混合器混合，混合温度为40～120℃，混合速度为500～1500转/分钟；
所述步骤(2)中，在1～50kGy辐照剂量下，使制膜配方发生交联反应，再经螺杆挤出机熔融造粒后得到改性聚氟乙烯薄膜，挤出温度为120～200℃。


6.按照权利要求5所述的改性聚氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于：
所述步骤(1)中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许远远，郑怡磊，王进炜，杨勇，傅公维，
申请(专利权)人：浙江蓝天环保高科技股份有限公司，中化蓝天集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33