一种亲水性制造技术

本发明专利技术公开了一种亲水性

【技术实现步骤摘要】
一种亲水性PVDF乳液聚合方法及其制备的聚偏氟乙烯和应用


[0001]本专利技术涉及锂电材料
，更具体地，涉及一种亲水性
PVDF
乳液聚合方法及其制备的聚偏氟乙烯和应用
。

技术介绍

[0002]聚偏氟乙烯具有优良的化学稳定性
、
热稳定性
、
机械稳定性和耐候性，能够做为锂电隔膜方面及微滤和超滤膜材料，能广泛的应用于生活水处理中
。
由于
PVDF
结构中的
‑
C
‑
F
‑
及
‑
C
‑
H
‑
键具有较强的疏水性，使得
PVDF
与水分子接触中可润湿性能差
、
疏水作用强，水分子较难附着在
PVDF
膜表面，水通量差
。
并且由于亲水性差，亲油性好，在作为微滤和超滤膜材料时，油污容易吸附在膜表面及孔腔内，使水通量下降，并且清洗复杂，处理油污能力差
。
[0003]现有技术
CN112029057A
提供了一种亲水改性聚偏氟乙烯嵌段共聚物，其制备方法如下：
S1.
聚偏氟乙烯的制备：偏氟乙烯单体
、
双官能度过氧化物引发剂在超临界二氧化碳条件中，通过聚合反应得到端基带有过氧基团的聚偏氟乙烯；
S2.
亲水改性聚偏氟乙烯嵌段共聚物的制备在惰性氛围下，亲水单体
、
有机溶剂加入到步骤
S1
的反应体系中进行共聚反应，反应结束后经过后处理即得所述亲水改性聚偏氟乙烯嵌段共聚物
。
其通过且含亲水基团的链段使其具有较好的亲水性能，但最终亲水改性聚偏氟乙烯嵌段共聚物膜的水通量也只达到
1000L(m2*h)
，即只有
1.0m3/(
㎡
*h)
，聚偏氟乙烯材料的亲水性改善有限，仍需进一步提高以满足使用需求
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有聚偏氟乙烯水通量差的缺陷和不足，提供一种亲水性
PVDF
乳液聚合方法，通过乳液聚合反应过程中使用具有羧基基团的链转移剂，通过链转移阶段在
PVDF
末端处接入羧基，使聚偏氟乙烯
PVDF
成品本身具有较好的亲水性
。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种亲水性聚偏氟乙烯
。
[0006]本专利技术的再一目的在于提供一种亲水性聚偏氟乙烯在制备锂电隔膜
、
微滤和超滤膜材料中的应用
。
[0007]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种亲水性
PVDF
乳液聚合方法，包括如下步骤：
[0009]S1.
在反应设备中加入水和乳化剂，抽真空，充入惰性气体至反应设备空间中氧气含量
≤26ppm
；
[0010]S2.
加入偏氟乙烯
、
引发剂和链转移剂，在温度
70
‑
95℃、
压力
3.5
～
5MPa
常规下发生聚合反应，聚合反应
1.0
～
2.5h
，
[0011]所述链转移剂为含羧基官能团硫代碳酸酯类，链转移剂的用量为偏氟乙烯单体的1～3‰
；
[0012]S3.
停止聚合反应，将聚合反应得到的乳液经凝聚
、
洗涤
、
干燥，得到亲水性
PVDF。
[0013]其中，需要说明的是：
[0014]本专利技术的聚偏氟乙烯乳液聚合，为了解决
PVDF
亲水性差问题，采用硫代碳酸类链转移剂和引发剂协同作，该类链转移剂在引发剂分解后，引发单体聚合形成链增长自由基，可与链转移剂中
‑
C
＝
S
‑
可逆加成，而
‑
S
‑
R
断裂形成新的自由基能继续引发聚合，从而使含有
‑
COOH
的
R
基团，接入
PVDF
上，增加了
PVDF
的羧基含量，改善了亲水性能
。
[0015]并且由于链转移剂为酸性，能够促进引发剂分解速度，链转移剂分解后能产生新的自由基继续引发反应，提高了反应速度
。
[0016]链转移剂多会使分子量降低，但会使
PVDF
上接入羧基，增加亲水性，反之，合适的配比才能控制分子量与羧基改性的综合效果
。
[0017]在具体实施方式中，例如链转移剂的用量为偏氟乙烯单体的2‰
；
[0018]例如链转移剂的用量为偏氟乙烯单体的
1.55
‰
。
[0019]本专利技术的亲水性
PVDF
乳液聚合方法通过制备
PVDF
反应时接枝上羧基，可改善亲水性问题，优化了生产工艺，降低了成本，更加环保
。
[0020]在具体实施方式中，本专利技术的链转移剂可以优选为2‑
(
十二烷基三硫代碳酸酯基
)
‑2‑
丁二酸
。
[0021]在具体实施方式中，本专利技术的
S2
步骤中所述链转移剂和引发剂反应开始后每隔
35min
补加一次，分3次补加完成
。
通过分批次加入可以更好控制引发剂作用是将，进一步控制合适的反应速度，
[0022]在具体实施方式中，本专利技术的引发剂优选为无机过氧化物，例如过硫酸铵或过硫酸钾等，配制成浓度
10
‑
15wt
％的溶液，采用间歇加入的方式注入
。
[0023]进一步优选地，
S2
中所述引发剂的用量为偏氟乙烯单体质量的
0.5
～1‰
。
更优选所述引发剂的用量为偏氟乙烯单体质量的1‰
[0024]在具体实施方式中，本专利技术的乳化剂为氟碳类乳化剂，例如全氟辛酸氨等
。
[0025]进一步优选地，
S1
中所述乳化剂的用量为水质量的1～2‰
。
乳化剂用量过少会产物乳液状态不稳定
。
[0026]本专利技术还具体保护一种上述亲水性
PVDF
乳液聚合方法制备得到的亲水性聚偏氟乙烯
。
[0027]优选地，所述的亲水性聚偏氟乙烯的羧基含量为
0.15
～
0.19NaOHmol/L。
[0028]本专利技术还具体保护一种亲水性聚偏氟乙烯在制备锂电隔膜
、
微滤和超滤膜材料中的应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种亲水性
PVDF
乳液聚合方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.
在反应设备中加入水和乳化剂，抽真空，充入惰性气体至反应设备空间中氧气含量
≤26ppm
；
S2.
加入偏氟乙烯单体
、
引发剂和链转移剂，在温度
70
‑
95℃、
压力
3.5
～
5MPa
下发生聚合反应，聚合反应
1.0
～
2.5h
，所述链转移剂为含羧基的硫代碳酸酯类，链转移剂的用量为偏氟乙烯单体的1～3‰
，
S3.
停止聚合反应，将聚合反应得到的乳液经凝聚
、
洗涤
、
干燥，得到亲水性
PVDF。2.
如权利要求1所述亲水性
PVDF
乳液聚合方法，其特征在于，
S2
中所述链转移剂为2‑
(
十二烷基三硫代碳酸酯基
)
‑2‑
丁二酸
。3.
如权利要求1所述亲水性
PVDF
乳液聚合方法，其特征在于，
S2
中所述链转移剂和引发剂反应开始后每隔

【专利技术属性】
技术研发人员：曾钰林，杨华军，郑炳发，蔡栋，赵珩菠，林煜升，刘方庆，
申请(专利权)人：乳源东阳光氟树脂有限公司，
类型：发明
国别省市：