一种增强氟聚合物机械性能的方法及氟聚合物技术

本发明专利技术提供了一种增强氟聚合物机械性能的方法及氟聚合物，属于氟化工技术，方法中步骤一为增强气体的渗透过程，使氟聚合物与带氧原子的增强气体在

【技术实现步骤摘要】
一种增强氟聚合物机械性能的方法及氟聚合物


[0001]本专利技术属于氟化工
，具体涉及氟聚合物机械性能增强

。

技术介绍

[0002]氟聚合物是一类较为特殊的高分子材料，特别是全氟聚合物
。
由于氟原子是所有元素中具有最高电负性的活泼元素，其范德华半径较小，
C
‑
F
键的键能高达
485kJ/mol
，是所有共价单键中键能最大的化学键
。
大量
C
‑
F
基团的存在使得氟聚合物表现出优异的耐化学腐蚀
、
耐热
、
耐候和耐摩擦性，表面能低，电绝缘性优良
。
因此被广泛应用于石油化工
、
航空航天
、
电子电气
、
建筑纺织
、
运输
、
半导体
、
医疗
、
食品等诸多行业和领域
。
[0003]在化工领域，物料的输送是关键的生产环节
。
但是许多酸
、
碱
、
强氧化剂
、
有机溶剂等介质，会对输送物料的管道
、
管件及相关设备造成腐蚀
。
基于氟聚合物优异的耐化学腐蚀
、
耐溶剂和耐热性，目前使用氟聚合物作为主材或衬里的管道
、
阀门
、
泵等化工设备，是用于输送腐蚀性介质的最优选择
。
[0004]在衬氟管道
、
阀门或泵体中应用较为广泛的材料有聚四氟乙烯
、
聚全氟乙丙烯以及四氟乙烯
‑
全氟烷基乙烯基醚共聚物
。
这类材料通常应用于需要耐高温及耐腐蚀的工况下，但由于其硬度相对较低，特别是聚四氟乙烯存在“冷流”现象，导致长期使用后会出现较大的形变，并且材料强度衰减较快
。
由于技术的不断发展，对于材料的性能要求日益提升，普通的材料性能无法满足更为严苛的应用工况，并且会存在一定的安全隐患
。
因此迫切需要进一步提升这一类氟聚合物的机械性能，使其具有更高的强度和硬度，能应用于对材料性能具有更高要求的场合
。
[0005]目前增强氟聚合物材料的机械性能主要通过共混或共聚的方式实现
。
例如专利
EP0857756
中提供了一种含有特定官能团的含氟乙烯类聚合物和填料共混的树脂组合物，具有改进的机械特性
。
其增强氟聚物的方法主要使用了碳纤维
、
二氧化硅
、
硼酸铝
、
二硫化钼
、
青铜
、
芳纶纤维等无机填料或不可熔融的有机填料填充
。
但是使用填料与氟聚合物共混普遍面临的问题是填料分散不均匀，从而导致增强效果差，材料出现薄弱点，而且一些填料的引入会带来产品着色的问题影响外观
。
如果使用分散剂或者在氟材料中引入羟基
、
羧基等具有表面活性的官能团，会导致材料的热稳定性下降，加速材料的老化
。
专利
CN115490797
则提供了一种改进悬浮
PTFE
蠕变性能的制备方法，通过加入第二单体全氟正丙基乙烯基醚和第三单体
(2
‑
氨基二苯硫醚与二乙烯基砜的加成产物
)
，从而提升了聚四氟乙烯悬浮树脂的抗蠕变性，改善了制品的力学强度
。
使用改性单体共聚的方式提升材料的机械性能，其问题在于对聚合反应条件的控制要求更高，改性单体共聚的含量和均匀性对产品机械性能
、
耐温性能等的影响很大，且改性单体往往价格高昂，大幅增加的材料的生产成本
。
[0006]因此，寻求一种简单易行
、
成本较低
、
且增强效果优异的氟聚合物增强方法，目前是行业内亟需攻克的重点和难点
。

技术实现思路

[0007]针对现有技术在增强氟聚合物机械性能方面存在的问题，本专利技术提供了一种简单易行
、
成本较低，且增强效果优异的氟聚合物增强机械性能的方法及其制得的氟聚合物
。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]首先，本专利技术提供一种增强氟聚合物机械性能的方法，包括如下步骤：
[0010]步骤一：在反应器中，使氟聚合物与带氧原子的增强气体在
60
‑
180℃
下接触设定时间
t1
，
t1≥1min
；
[0011]步骤二：向反应器中加入
F2/N2混合气
A
，使氟聚合物与
F2/N2/
增强气体的混合气
B
在
150
‑
250℃
下接触设定时间
t2
，
t2≥1min
；
[0012]步骤三：除去反应器中
F2/N2/
增强气体的混合气
B
后
,
或者更换新的反应器，再向反应器中加入
F2/N2混合气
C
，使氟聚合物与
F2/N2混合气
C
在
150
‑
200℃
下接触设定时间
t3
，
t3≥1min。
[0013]优选的，
F2/N2混合气
A
中包含以下摩尔份数的组分：氟气5‑
20
份；氮气
80
‑
95
份
。
[0014]优选的，
F2/N2混合气
C
中包含以下摩尔份数的组分：氟气
15
‑
30
份；氮气
70
‑
85
份
。
[0015]优选的，所述增强气体为氧气
、
一氧化碳
、
一氧化氮
、
二氧化氮
、
二氧化硫其中的任意一种或任意两种以上的组合
。
[0016]优选的，步骤一中增强气体的加入量占步骤二中
F2/N2混合气
A
中氟气总量的摩尔分数为
0.05
％
‑1％
。
[0017]优选的，步骤一中，
1h≤t1≤6h
；和
/
或，氟聚合物与带氧原子的增强气体在
90
‑
150℃
下接触
。
[0018]优选的，步骤二中，
1h≤t2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种增强氟聚合物机械性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：在反应器中，使氟聚合物与带氧原子的增强气体在
60
‑
180℃
下接触设定时间
t1
，
t1≥1min
；步骤二：向反应器中加入
F2/N2混合气
A
，使氟聚合物与
F2/N2/
增强气体的混合气
B
在
150
‑
250℃
下接触设定时间
t2
，
t2≥1min
；步骤三：除去反应器中
F2/N2/
增强气体的混合气
B
后
,
或者更换新的反应器，再向反应器中加入
F2/N2混合气
C
，使氟聚合物与
F2/N2混合气
C
在
150
‑
200℃
下接触设定时间
t3
，
t3≥1min。2.
根据权利要求1所述的一种增强氟聚合物机械性能的方法，其特征在于，
F2/N2混合气
A
中包含以下摩尔份数的组分：氟气5‑
20
份；氮气
80
‑
95
份
。3.
根据权利要求1所述的一种增强氟聚合物机械性能的方法，其特征在于，
F2/N2混合气
C
中包含以下摩尔份数的组分：氟气
15
‑
30
份；氮气
70
‑
85
份
。4.
根据权利要求1所述的一种增强氟聚合物机械性能的方法，其特征在于，所述增强气体为氧气
、
一氧化碳
、
一...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪超峰，赵景平，屠华杰，陈华宇，陈亮，李琳，叶红亮，张幸威，
申请(专利权)人：金华永和氟化工有限公司，
类型：发明
国别省市：