【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于含氟聚合物领域，特别涉及一种含氟聚合物的纯化方法。
技术介绍
1、含氟聚合物因具有优异的耐溶剂性、耐高低温性、耐候性等性能，其用途遍及化工、机械、电子、半导体等领域，在工业生产中常用乳液聚合、悬浮聚合或溶液聚合等方法进行制备。
2、然而，无论采用何种聚合方法得到的含氟聚合物中都含有杂质成分，这些杂质既包括反应体系残留物，如引发剂、乳化剂、缓冲剂等，也包括聚合过程中产生氟化氢带来反应釜腐蚀而由此引入的金属离子和氟离子。杂质若不得到有效去除，不仅会降低聚合物的纯度，还会对聚合物的性能、加工和应用产生严重的负面影响。例如，杂质会引起聚合物的透明度、折射率等光学性能的变化，影响聚合物在光学领域的应用；杂质易成为加工过程中的应力集中点，导致聚合物在挤出、注塑等加工过程中出现断裂或变形；杂质的存在导致含氟聚合物无法满足医疗器械、半导体领域对材料纯度的严格要求。
3、现有技术提出许多降低含氟聚合物杂质含量的方法，例如中国专利cn114437255a公开了一种含氟聚合物的提纯方法，其通过常压搅拌洗涤和真空搅拌洗涤去除含氟聚合物中的杂质，监测洗涤后排出废水的电导率，能够有效去除粒子间隙内残留乳化剂，但并未控制离子析出量，因此无法确保产品中的离子析出量达到高纯度行业的要求。
4、中国专利cn101624432b公开了一种降低含氟聚合物中杂质的方法，其采用气相介质式破碎和液相介质式破碎相结合，使含氟聚合物中的杂质含量控制在可接受范围，但制得得高纯度产品无法满足半导体等高端应用领域的要求。
技术实现思路
1、针对现有去除含氟聚合物中杂质的方法均无法达到较为理想效果的问题，本专利技术提供一种含氟聚合物的纯化方法，采用本申请的方法可将含氟聚合物的杂质含量控制在ppb级别，产品的纯度稳定，达到半导体、医疗器械等行业的要求。
2、本专利技术采用技术方案如下：一种含氟聚合物的纯化方法，具体步骤如下：
3、s1，将含氟聚合物与氟代溶剂加入反应器内进行搅拌混合，得到溶胀的含氟聚合物；
4、s2，静置直至上下分层，随后排去上层溶剂，将下层中溶胀的含氟聚合物进行冷冻处理；
5、s3，将冷冻后的含氟聚合物进行破碎处理，得到含氟聚合物粉料；
6、s4，回收溶剂，将破碎好的粉料依次进行酸洗和水洗，经干燥后得到含氟聚合物。
7、本申请中，由于冷冻处理后氟代溶剂在含氟聚合物内部形成结晶，这些结晶在后续破碎过程中作为应力集中点，促进含氟聚合物的破碎。正因含氟聚合物存在内应力，其受到外力冲击时更容易在表面形成微裂纹，导致含氟聚合物粉料表面粗糙化，进而增大比表面积。众所周知，材料的比表面积与离子扩散速率之间存在正相关关系。比表面积越大，离子在材料表面上的活性位点上扩散的速率越高。对于聚合物而言，这意味着离子在聚合物内部的扩散和迁移将更为迅速，有利于离子的析出。另外，已知含氟聚合物粉料粒径决定最终产物的杂质含量，粒径减小，含氟聚合物粉料的比表面积增大，更容易实现杂质的去除。因此本申请通过使氟代溶剂进入含氟聚合物颗粒毛细孔内，然后冷冻、破碎，获得粒径在0.6～20微米含氟聚合物粉料，再通过常规的酸洗、水洗等方式处理，进而获得杂质较少的、较为理想的含氟聚合物。
8、进一步地，所述含氟聚合物是采用乳液聚合、悬浮聚合或溶液聚合得到的含氟聚合物，包含但不限于聚四氟乙烯（ptfe）、聚全氟乙丙烯（fep）、可熔性聚四氟乙烯（pfa）、聚偏氟乙烯（pvdf）、聚三氟氯乙烯（pctfe）、全氟醚橡胶（ffkm）中的一种；
9、所述氟代试剂包括氟代醇类、氟代醚类、氟代烷烃或氟代环烷烃中的至少一种。具体地，所述氟代试剂为全氟辛烷、六氟异丙醇、三氟三氯乙烷、全氟二甲基环丁烷的一种或几种的混合物。
10、进一步地，按重量计，所述氟代溶剂的加入量是含氟聚合物的固体量的1.2～4倍，优选1.5～2倍。氟代溶剂的加入量应过量，以保证溶剂充分渗透到聚合物内部的孔隙中。
11、进一步地，反应器的搅拌转速为200～660r/min，优选300～500r/min；搅拌时间为1～5小时，优选2～4小时。搅拌的目的是避免含氟聚合物物料发生团聚，提高含氟聚合物与氟代溶剂的接触效果。
12、进一步地，静置5～25min，优选静置10～15min。
13、进一步地，所述冷冻处理是通过向反应器内注入低温冷却介质，使温度位于氟代溶剂凝固点以下，氟代溶剂以结晶的形式存在于含氟聚合物中。使用六氟异丙醇为溶剂时，冷冻温度为-19～-30℃。使用全氟二甲基环丁烷为溶剂时，冷冻温度为-38～-50℃。
14、进一步地，所述破碎处理是通过反应器搅拌的高速剪切完成的，转速为1500～3500r/min，优选2500～3000r/min，经破碎处理后，含氟聚合物的平均粒径为0.6～20微米，优选0.8～10微米。
15、进一步地，采用蒸馏的方法回收氟代溶剂，溶剂可重复使用。所述酸洗包括以下步骤：将含氟聚合物粉料与5-20wt%硝酸溶液按质量比为3~5：1加入到反应器中进行搅拌洗涤，然后排去上层洗涤废水。
16、进一步地，所述水洗包括以下步骤：将含氟聚合物粉料与超纯水按质量比为0.5~2：1加入到反应器中进行搅拌洗涤，然后排去上层洗涤废水。
17、进一步地，所述酸洗和水洗步骤交替重复至少三次。
18、进一步地，将经洗涤后的含氟聚合物粉料在130～280℃的温度直至干燥，优选150～240℃。干燥后的含氟聚合物粉料可直接使用，或经造粒成粒料后再使用。
19、本专利技术具有的有益效果： 本申请为一种含氟聚合物的纯化方法，通过使氟代溶剂进入含氟聚合物颗粒毛细孔内，然后冷冻、破碎，获得粒径在0.6～20微米含氟聚合物粉料，再通过常规的酸洗、水洗等方式处理，将含氟聚合物中的杂质含量降至ppb水平，得到的最终产品纯度较高，可应用于医疗器械、半导体等领域。
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1.一种含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述含氟聚合物是采用乳液聚合、悬浮聚合或溶液聚合得到的含氟聚合物，包含但不限于聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、可熔性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物、全氟聚醚中的一种；
3.根据权利要求1或2所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，按重量计，所述氟代溶剂的加入量是含氟聚合物的固体量的1.2～4倍。
4.根据权利要求1所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述搅拌转速为200～660r/min，搅拌时间为1～5小时。
5.根据权利要求1或4所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述冷冻处理是通过向反应器内注入低温冷却介质，使温度位于氟代溶剂凝固点以下，氟代溶剂以结晶的形式存在于含氟聚合物中。
6.根据权利要求1或4所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述破碎处理是通过反应器搅拌的高速剪切完成的，转速为1500～3500r/min，经破碎处理后，含氟聚合物的平均粒径为0.6～20微米
7.根据权利要求1所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述酸洗包括以下步骤：将含氟聚合物粉料与5-20wt%硝酸溶液按质量比为3~5：1加入到反应器中进行搅拌洗涤，然后排去上层洗涤废水。
8.根据权利要求1所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述水洗包括以下步骤：将含氟聚合物粉料与超纯水按质量比为0.5~2：1加入到反应器中进行搅拌洗涤，然后排去上层洗涤废水。
9.根据权利要求1所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述酸洗和水洗步骤交替重复至少三次。
10.根据权利要求1所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，将经洗涤后的含氟聚合物粉料在130～280℃的温度直至干燥。
...【技术特征摘要】
1.一种含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述含氟聚合物是采用乳液聚合、悬浮聚合或溶液聚合得到的含氟聚合物，包含但不限于聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、可熔性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物、全氟聚醚中的一种；
3.根据权利要求1或2所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，按重量计，所述氟代溶剂的加入量是含氟聚合物的固体量的1.2～4倍。
4.根据权利要求1所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述搅拌转速为200～660r/min，搅拌时间为1～5小时。
5.根据权利要求1或4所述的含氟聚合物的纯化方法，其特征在于，所述冷冻处理是通过向反应器内注入低温冷却介质，使温度位于氟代溶剂凝固点以下，氟代溶剂以结晶的形式存在于含氟聚合物中。
6.根据权利要求1或...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚进，李嘉，
申请(专利权)人：衢州福聚电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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