一种含氟聚合物浓缩乳液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于氟化工技术领域，具体涉及一种含氟聚合物浓缩乳液及其制备方法与应用。所述浓缩乳液的固含量为55~65%，所述含氟聚合物包括平均粒径为110~130nm的小粒径聚合物、平均粒径为200~220nm的中粒径聚合物或平均粒径为470~490nm的大粒径聚合物中的至少两种。本发明专利技术通过表面活性剂和不同粒径、不同质量比的含氟聚合物乳液的协同配合，得到高粘结力和使用性能好的含氟聚合物乳液，含氟聚合物乳液与金属基材的粘结力大于10N/2.5cm，含氟聚合物溶液与聚酰亚胺膜的粘结力大于23N/2.5cm，涂覆效果得到明显提升。效果得到明显提升。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟聚合物浓缩乳液及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于氟化工
，具体涉及一种含氟聚合物浓缩乳液及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着建筑、包装、通讯和化工等行业对涂料和粘结剂性能要求越来越高，传统的聚合物乳液如丙烯酸酯、聚氨酯等已经无法满足使用工况条件。而含氟聚合物乳液相比于其他聚合物乳液，具有优良的耐温、耐腐蚀性，优异的化学惰性，良好的电绝缘性和低摩擦系数，能够适用于高温和酸碱腐蚀环境中，可用作金属基材、纺织品和膜材片材表面的防腐和粘结涂层。含氟聚合物乳液还适合加工许多制品，包括印刷线路板，电气绝缘材料，注塑薄膜，或化学隔离材料，以及PTFE和FEP自身相互连接的熔融粘接剂。还可与玻璃布复合制作防粘涂布，与聚酰亚胺复合制作高绝缘薄膜等。
[0003]常用含氟聚合物乳液包括聚四氟乙烯均聚物乳液、四氟乙烯与六氟丙烯共聚物乳液、四氟乙烯与全氟丙基乙烯基醚共聚物乳液等。含氟聚合物氟原子电负性大，极化率低，造成其表面能很低，与其他非氟聚合物和金属有很差的粘结性，限制了其在多个领域的使用。提高含氟聚合物的粘结性成为行业扩展其应用领域的一个需要解决的重要的共性技术问题。
[0004]中国专利文献CN104744710A一种提高含氟聚合物粘结性的方法，通过在含氟聚合物乳液中加入一定量的含氟离子（
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SO2F）共聚合物乳液，然后加入絮凝剂进行凝聚，洗涤以及干燥，得到氟聚合物产品，测试与金属基材的粘结性可到4N/mm2左右。但此方法需要加入硝酸、盐酸以及硫酸等相关絮凝剂，后处理洗涤麻烦，产生废酸水需要处理，且对金属粘结性提升有限，最高到4.3N/mm2。中国专利文献CN114478895A提供一种高粘结性聚全氟乙丙烯浓缩液及其制备方法，在分子链中引入少量全氟或部分含氟含羧基、羰基或酯基和可聚合的碳
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碳双键结构的第三单体，制得聚全氟乙丙烯乳液，浓缩，得高粘结性聚全氟乙丙烯浓缩液。引入羧基、酯基等不稳定的基团会降低全氟聚合物的性能，同时不稳定基团会分解和转化，影响实际使用效果,降低涂层耐受性和使用寿命。中国专利CN10449719A公开了用偏二氟二氯乙烯或均二氟二氯乙烯来改性氟树脂，提高了其粘结性，但该反应过程中同样加入了防粘釜剂石蜡，影响了产品色泽。

技术实现思路

[0005]为了改善现有含氟聚合物乳液的粘结性能，本专利技术专利提供一种具有高粘结力的含氟聚合物浓缩乳液及其制备方法与应用。该方法制备过程简单，所得乳液的稳定性好。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高粘结力含氟聚合物浓缩乳液，乳液固含量为55~65%，所述含氟聚合物包括平均粒径为110~130nm的小粒径聚合物、平均粒径为200~220nm的中粒径聚合物或平均粒径为470~490nm的大粒径聚合物中的至少两种，所述含氟聚合物为聚全氟乙丙烯；
聚合物中小粒径聚合物的质量含量为0~25%，中粒径聚合物的质量含量为0~80%，大粒径聚合物的质量含量为0~75%；表面活性剂的质量含量为3~8%。
[0007]乳液固含量指的是乳液中聚合物的含量。
[0008]浓缩乳液的粘度为16~25mpa
·
s，比重为1.4~1.51。
[0009]优选的，表面活性剂的质量含量为4~6%。
[0010]优选的，所述含氟聚合物由小粒径聚合物、中粒径聚合物、大粒径聚合物中的两种组成，此时聚合物中粒径较小的聚合物的质量含量为20~25%，粒径较大的聚合物的质量含量为75~80%。即乳液组成为：（1）小粒径聚合物含量为20~25%，中粒径聚合物含量为75~80%，或（2）小粒径聚合物含量为20~25%、大粒径聚合物含量为75~80%，或（3）中粒径聚合物的含量为20~25%，大粒径聚合物的含量为75~80%。
[0011]优选的，所述含氟聚合物由小粒径聚合物、中粒径聚合物、大粒径聚合物组成，含氟聚合物中小粒径聚合物的质量含量为10~15%，中粒径聚合物的质量含量为15~25%，大粒径聚合物的质量含量为60~75%。
[0012]优选的，所述小粒径聚合物的平均粒径为115~110nm，中粒径聚合物的平均粒径为200~210nm，大粒径聚合物的平均粒径为475~490nm。进一步优选的，所述小粒径聚合物的平均粒径为115
±
1nm，中粒径聚合物的平均粒径为210
±
1nm，大粒径聚合物的平均粒径为475
±
1nm。
[0013]优选的，所述聚合物还可选自四氟乙烯均聚物、四氟乙烯与全氟丙基乙烯基醚共聚物等中的一种。其中，四氟乙烯与全氟丙基乙烯基醚共聚物中全氟丙基乙烯基醚结构单元的摩尔含量为3~6%。
[0014]聚全氟乙丙烯中四氟乙烯结构单元和六氟丙烯结构单元的摩尔比为80~90：20~10。优选的，六氟丙烯结构单元的摩尔含量为16~18%，熔点为258~265℃，熔融指数为3.4~4.1g/10min。
[0015]优选的，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。适用于本专利技术的非离子表面活性剂无特别的限制，可选用本领域已知的常用类型，只要它能在分散体浓缩过程中稳定分散体即可，适用于本专利技术的非离子表面活性剂的非限定性例子有，壬基酚聚氧乙烯醚或异构醇聚氧乙烯醚(如TMN
‑
10)。
[0016]本专利技术还提供上述含氟聚合物乳液的制备方法，包括以下步骤：（1）将不同粒径的含氟聚合物乳液按比例混合均匀，升至一定温度后，加入非离子型表面活性剂搅拌；（2）停止搅拌后，再次升至一定温度后进行恒温静置沉降；（3）待沉降完毕后，分离去除上清液得到含氟聚合物浓缩乳液。
[0017]优选的，步骤（1）所述不同粒径的含氟聚合物乳液采用乳液聚合的方法获得。所述乳液聚合方法为以水为介质，全氟聚醚为分散剂，充入含氟单体，使用无机引发剂引发聚合，通过控制聚合条件制得不同粒径的含氟聚合物乳液。进一步优选的，所述聚合条件包括水的加入量、分散剂加入量、反应单体量。
[0018]优选的，步骤（1）所述不同粒径的含氟聚合物乳液包括平均粒径为110~130nm的小粒径聚合物乳液、平均粒径为200~220nm的中粒径聚合物乳液或平均粒径为470~490nm的大粒径聚合物乳液中的至少两种。
[0019]优选的，步骤（1）所述温度为30~50℃，进一步优选的，所述温度在非离子乳化剂的浊点以下（浊点以下即可，无要求），搅拌时间为1~1.5h。
[0020]优选的，步骤（2）所述温度为非离子性表面活性剂浊点以上2~3℃，静置沉降时间为1~2h。非离子表面活性剂具有固定的浊点，也可是一种或两种非离子表面活性剂混合。非离子型表面活性剂在浊点以下时具有表面活性剂增容，促进溶解的作用，而当体系温度上升至浊点以上时，非离子表面活性剂开始变浑浊与水分相，它可以将乳液中的乳胶粒沉降并与水分层，从而达到浓缩沉降的作用。
[0021]本专利技术还提供上述浓缩液作为胶黏层在粘结金属基材与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氟聚合物浓缩乳液，其特征在于，乳液固含量为55~65%，所述含氟聚合物包括平均粒径为110~130nm的小粒径聚合物、平均粒径为200~220nm的中粒径聚合物或平均粒径为470~490nm的大粒径聚合物中的至少两种，所述含氟聚合物为聚全氟乙丙烯；聚合物中小粒径聚合物的质量含量为0~25%，中粒径聚合物的质量含量为0~80%，大粒径聚合物的质量含量为0~75%；表面活性剂的质量含量为3~8%。2.根据权利要求1所述的含氟聚合物浓缩乳液，其特征在于，表面活性剂的质量含量为4~6%。3.根据权利要求1所述的含氟聚合物浓缩乳液，其特征在于，所述含氟聚合物由小粒径聚合物、中粒径聚合物、大粒径聚合物中的两种组成，两种粒径的聚合物中粒径较小的聚合物的质量含量为20~25%，粒径较大的聚合物的质量含量为75~80%。4.根据权利要求1所述的含氟聚合物浓缩乳液，其特征在于，所述含氟聚合物由小粒径聚合物、中粒径聚合物、大粒径聚合物组成，含氟聚合物中小粒径聚合物的质量含量为10~15%，中粒径聚合物的质量含量为15~25%，大粒径聚合物的质量含量为60~75%。5.根据权利要求1所述的含氟聚合物浓缩乳液，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汉利，吴磊，刘治梅，杜延华，韩瑞芹，李伟，
申请(专利权)人：山东华夏神舟新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：