专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
申请号 | CN202211187325.6 | 申请日 | 2022-09-28 |
公开(公告)号 | CN115626979A | 公开(公告)日 | 2023-01-20 |
申请人 | 四川弘氟新材料有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 李斌; 周武刚; 苟文珊; 杨强; 周昱昂; | 第一发明人 | 李斌 |
权利人 | 四川弘氟新材料有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 四川弘氟新材料有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:四川省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:四川省眉山市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:四川省眉山市眉山金象化工产业园区君乐路 | 邮编 | 当前专利权人邮编:620010 |
主IPC国际分类 | C08G65/00 | 所有IPC国际分类 | C08G65/00 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 1 |
专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 北京市浩东律师事务所 | 专利代理人 | 孙莉; |
摘要 | 本 发明 属于过 氧 化物分解技术领域,公开了一种全氟聚醚中过氧化物的分解方法。本发明通过金属催化剂与金属氧化物在 温度 80℃~120℃条件下,分解的时间为6~10小时。其中以规则且重复的方式引入具有环状部分的单元来调节氟聚醚 聚合物 的结构,同各多次的进行制造和细化,制造的结构 刚度 大、以及分子移动性小,并且因而改进其物理和化学特性、以及值得注意地聚合物主链的刚度(或移动性);本发明通过反应釜 温度控制 方法通 过热 平衡方程以及损失热量确定单位时间内进入反应釜中的反应原料所需的进入反应釜夹套中的 冷却 水 流量,实现对反应釜温度的精准控制;提高分解效果;同时,通过反应釜的清洁方法,大大提高反应釜清洁度。 | ||
权利要求 | 1.一种全氟聚醚中过氧化物的分解方法,其特征在于,所述全氟聚醚中过氧化物的分解方法包括以下步骤: |
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说明书全文 | 一种全氟聚醚中过氧化物的分解方法技术领域[0001] 本发明属于过氧化物分解技术领域,尤其涉及一种全氟聚醚中过氧化物的分解方法。 背景技术[0002] 全氟聚醚(PFPE)常温下为液体。PFPE分子中有更强的C‑F键代替了烃类中的C‑H键,并且因C‑O及C‑C强共价键的存在,以及PFPE分子中性的特点,使得PFPE具有较高的化学稳定性和氧化稳定性以及良好的化学惰性和绝缘性质。这类全氟聚醚具有很广的潜在用途,例如当端基氟化后形成稳定的‑CF3基团,就可以用作全氟聚醚油;当端基水解后形成‑COOH就可以用做乳化剂,广泛应用于油田,涂料,含氟聚合物乳化剂等等。 [0003] 在很多应用中,如果含有不稳定的含氟过氧化物存在,对于应用会有较大的影响,特别是含氟聚合物的生产中,作为乳化剂使用时,会严重影响聚合生产,尤其是影响聚合的速度,因为这些含氟过氧化物本身可作为一种聚合物的引发剂,而且其稳定性由于其分子结构的不同存在呈不规律性,即分解的温度高低不同,能量大小不同,时间长短不同等。 [0004] 但是现有的分解方法是在碱性条件下或水溶液中经过加热或紫外光照射的方法消除这些过氧基团。分解过氧化基团主要是使基团断裂形成两个较稳定化合物。分解这类过氧化物通常是在水溶液中进行,由于存在HF,且带有较高的温度,因此对于普通材质的设备而言,是不能满足要求的。必须使用要求很高设备及其部件,由此产生较高的设备费用。另外对工作环境和操作条件也都有较高的要求。而且由于物料腐蚀性强,设备及其部件容易损坏,因此运行费用也高。 [0006] (1)现有的分解方法是在碱性条件下或水溶液中经过加热或紫外光照射的方法消除这些过氧基团。分解过氧化基团主要是使基团断裂形成两个较稳定化合物。分解这类过氧化物通常是在水溶液中进行,由于存在HF,且带有较高的温度,因此对于普通材质的设备而言,是不能满足要求的。必须使用要求很高设备及其部件,由此产生较高的设备费用。另外对工作环境和操作条件也都有较高的要求。而且由于物料腐蚀性强,设备及其部件容易损坏,因此运行费用也高。 [0007] (2)现有全氟聚醚中过氧化物的分解方法在分解过程中对温度控制不精准,导致分解效果差;同时,对分解设备反应釜清洁不佳,留存杂质,影响分解。 发明内容[0008] 针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种全氟聚醚中过氧化物的分解方法。 [0009] 本发明是这样实现的,一种全氟聚醚中过氧化物的分解方法包括: [0010] 步骤一:全氟烯烃、氧气和第三单体在金属催化剂与金属氧化物的条件下,制得含酰氟初级产物; [0011] 步骤二:将含酰氟初级产物进行水解,获得含氟二次产物; [0012] 步骤三:将上述步骤制得的含氟二次产物进行除氧处理,获得含含氟油性聚合物; [0013] 步骤四:对获得的含氟油性聚合物进行中和后获得含氟表面活性剂成品。 [0014] 进一步,所述制得含酰氟初级产物具体方法如下: [0015] 清洁反应釜,将全氟烯烃、氧气和第三单体加入到反应釜进行混合均匀,控制反应釜温度80℃~120℃条件下,加入金属催化剂与金属氧化物。 [0016] 进一步,所述反应釜温度控制方法如下: [0017] (1)配置反应釜工作参数,通过监测设备监测反应釜工作状态,基于单位时间内反应釜内的热平衡方程以及损失热量,确定单位时间内进入所述反应釜中的反应原料所需的进入所述反应釜夹套中的冷却水流量;所述损失热量为单位时间内进入所述反应釜中的反应原料反应放出的热量中未被单位时间内进入反应釜夹套中的冷却水吸收的热量; [0019] 进一步,所述控制方法还包括: [0020] 若判断获知调节后的所述反应釜温度与所述反应釜的目标温度存在偏差,则基于调节后所述反应釜温度与所述反应釜的目标温度之间的偏差值、所述反应釜内的压力以及所述反应釜的循环水泵的电机频率,对所述反应釜温度进行比例微分积分PID控制; [0021] 其中,所述反应釜的循环水泵用于为所述反应釜夹套提供冷却水。 [0022] 进一步,所述控制方法还包括: [0023] 获取预设时间段内每一预设时间点所述反应釜的循环水泵的出口压力以及所述反应釜夹套中的冷却水流量; [0024] 对所述出口压力以及所述反应釜夹套中的冷却水流量进行线性回归,确定所述出口压力与所述反应釜夹套中的冷却水流量之间的函数关系; [0025] 调节所述反应釜的循环水泵的电机频率,对所述出口压力进行调节,并基于所述函数关系,对所述反应釜夹套中的冷却水流量进行调节; [0026] 其中,所述反应釜的循环水泵用于为所述反应釜夹套提供冷却水。 [0027] 进一步,所述控制方法还包括: [0028] 基于反应釜内热平衡原理,通过如下热平衡方程,确定单位时间内所述反应釜内的损失热量: [0029] V物·(‑ΔH)=M水ΔC·ΔT+Q热损 [0030] 其中,V物为单位时间内进入所述反应釜中的反应原料量,ΔH′为所述反应原料的焓变,M水为单位时间内进入所述反应釜夹套中的冷却水量,C′为冷却水的比热容,ΔT为所述反应釜夹套的出水口温度与入水口温度之差,Q热损为单位时间内所述反应釜内的损失热量。 [0031] 进一步,所述控制方法还包括: [0032] 基于单位时间内反应釜内的损失热量,对所述反应原料的焓变以及所述冷却水的比热容进行修正; [0033] 相应地,所述基于单位时间内反应釜内的热平衡方程以及损失热量,确定单位时间内进入所述反应釜中的反应原料所需的进入所述反应釜夹套中的冷却水流量,具体包括: [0034] 基于单位时间内反应釜内的损失热量、修正后的所述反应原料的焓变以及修正后的所述冷却水的比热容,通过如下公式,确定单位时间内进入所述反应釜中的反应原料所需的进入所述反应釜夹套中的冷却水流量: [0035] [0036] 其中,V物为单位时间内进入所述反应釜中的反应原料量,ΔH′为修正后的所述反应原料的焓变,M水为单位时间内进入所述反应釜夹套中的冷却水量,C′为修正后的冷却水的比热容,ΔT为所述反应釜夹套的出水口温度与入水口温度之差,Q热损为单位时间内所述反应釜内的损失热量。 [0037] 进一步,所述控制方法还包括: [0038] 分别获取进入所述反应釜中的反应原料累积量反应放出的第一总热量以及进入所述反应釜夹套中的冷却水累积量吸收的第二总热量,并分别绘制所述第一总热量与时间的关系曲线以及所述第二总热量与时间的关系曲线; [0039] 基于所述第一总热量与时间的关系曲线以及所述第二总热量与时间的关系曲线,确定所述反应原料累积量与所述冷却水累积量之间的热传递时间差。 [0040] 进一步,所述反应釜的清洁方法包括: [0041] 1)边搅拌边向盐酸和水中加入聚合物稠化剂,溶解均匀形成澄清液体后静置至得到均匀的粘稠液体;边搅拌边向粘稠液体中加入有机锆交联剂,即得酸液;向反应釜内加入pH为2的酸液,使酸液在反应釜内的液位达到第一液位高度; [0042] 2)对反应釜内的酸液进行加热搅拌,反应釜内的三元前驱体溶解,倒出反应釜内的酸液,完成反应釜的清洗。 [0043] 进一步,所述第一液位高度≥反应釜最高液位的82%; [0044] 优选地,所述第一液位高度≥反应釜最高液位的92%; [0045] 所述加热搅拌的时间为32h; [0046] 所述加热的温度为62℃; [0047] 所述搅拌的速度为400r/min。 [0048] 结合上述的技术方案和解决的技术问题,请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为: [0049] 第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度,紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等,详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题,解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下: [0050] 本发明通过金属催化剂与金属氧化物在温度80℃~120℃条件下,分解的时间为6~10小时。其中以规则且重复的方式引入具有环状部分的单元来调节氟聚醚聚合物的结构,同各多次的进行制造和细化,制造的结构刚度大、以及分子移动性小,并且因而改进其物理和化学特性、以及值得注意地聚合物主链的刚度(或移动性);本发明通过反应釜温度控制方法考虑了单位时间内反应釜内的反应热量,通过热平衡方程以及损失热量确定单位时间内进入反应釜中的反应原料所需的进入反应釜夹套中的冷却水流量,并对反应釜夹套的冷却水调节阀进行调节,以实现对反应釜温度的精准控制;提高分解效果;同时,通过反应釜的清洁方法,大大提高反应釜清洁度。 [0051] 第二,把技术方案看做一个整体或者从产品的角度,本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点,具体描述如下: [0052] 本发明通过金属催化剂与金属氧化物在温度80℃~120℃条件下,分解的时间为6~10小时。其中以规则且重复的方式引入具有环状部分的单元来调节氟聚醚聚合物的结构,同各多次的进行制造和细化,制造的结构刚度大、以及分子移动性小,并且因而改进其物理和化学特性、以及值得注意地聚合物主链的刚度(或移动性);本发明通过反应釜温度控制方法考虑了单位时间内反应釜内的反应热量,通过热平衡方程以及损失热量确定单位时间内进入反应釜中的反应原料所需的进入反应釜夹套中的冷却水流量,并对反应釜夹套的冷却水调节阀进行调节,以实现对反应釜温度的精准控制;提高分解效果;同时,通过反应釜的清洁方法,大大提高反应釜清洁度。附图说明 [0054] 图2是本发明实施例提供的反应釜温度控制方法流程图。 [0055] 图3是本发明实施例提供的反应釜的清洁方法流程图。 具体实施方式[0056] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。 [0058] 如图1所示,本发明提供一种全氟聚醚中过氧化物的分解方法包括以下步骤: [0059] S101,全氟烯烃、氧气和第三单体在金属催化剂与金属氧化物的条件下,制得含酰氟初级产物; [0060] S102,将含酰氟初级产物进行水解,获得含氟二次产物; [0061] S103,将上述步骤制得的含氟二次产物进行除氧处理,获得含含氟油性聚合物; [0062] S104,对获得的含氟油性聚合物进行中和后获得含氟表面活性剂成品。 [0063] 本发明通过金属催化剂与金属氧化物在温度80℃~120℃条件下,分解的时间为6~10小时。其中以规则且重复的方式引入具有环状部分的单元来调节氟聚醚聚合物的结构,同各多次的进行制造和细化,制造的结构刚度大、以及分子移动性小,并且因而改进其物理和化学特性、以及值得注意地聚合物主链的刚度(或移动性)。 [0064] 本发明提供的制得含酰氟初级产物具体方法如下: [0065] 清洁反应釜,将全氟烯烃、氧气和第三单体加入到反应釜进行混合均匀,控制反应釜温度80℃~120℃条件下,加入金属催化剂与金属氧化物。 [0066] 如图2所示,本发明提供的反应釜温度控制方法如下: [0067] S201,配置反应釜工作参数,通过监测设备监测反应釜工作状态,基于单位时间内反应釜内的热平衡方程以及损失热量,确定单位时间内进入所述反应釜中的反应原料所需的进入所述反应釜夹套中的冷却水流量;所述损失热量为单位时间内进入所述反应釜中的反应原料反应放出的热量中未被单位时间内进入反应釜夹套中的冷却水吸收的热量; [0068] S202,基于单位时间内所需的进入所述反应釜夹套中的冷却水流量,调节所述反应釜夹套的冷却水调节阀,对反应釜温度进行控制。 [0069] 本发明通过反应釜温度控制方法考虑了单位时间内反应釜内的反应热量,通过热平衡方程以及损失热量确定单位时间内进入反应釜中的反应原料所需的进入反应釜夹套中的冷却水流量,并对反应釜夹套的冷却水调节阀进行调节,以实现对反应釜温度的精准控制;提高分解效果。 [0070] 本发明提供的控制方法还包括: [0071] 若判断获知调节后的所述反应釜温度与所述反应釜的目标温度存在偏差,则基于调节后所述反应釜温度与所述反应釜的目标温度之间的偏差值、所述反应釜内的压力以及所述反应釜的循环水泵的电机频率,对所述反应釜温度进行比例微分积分PID控制; [0072] 其中,所述反应釜的循环水泵用于为所述反应釜夹套提供冷却水。 [0073] 本发明提供的控制方法还包括: [0074] 获取预设时间段内每一预设时间点所述反应釜的循环水泵的出口压力以及所述反应釜夹套中的冷却水流量; [0075] 对所述出口压力以及所述反应釜夹套中的冷却水流量进行线性回归,确定所述出口压力与所述反应釜夹套中的冷却水流量之间的函数关系; [0076] 调节所述反应釜的循环水泵的电机频率,对所述出口压力进行调节,并基于所述函数关系,对所述反应釜夹套中的冷却水流量进行调节; [0077] 其中,所述反应釜的循环水泵用于为所述反应釜夹套提供冷却水。 [0078] 本发明提供的控制方法还包括: [0079] 基于反应釜内热平衡原理,通过如下热平衡方程,确定单位时间内所述反应釜内的损失热量: [0080] V物·(‑ΔH)=M水ΔC·ΔT+Q热损 [0081] 其中,V物为单位时间内进入所述反应釜中的反应原料量,ΔH′为所述反应原料的焓变,M水为单位时间内进入所述反应釜夹套中的冷却水量,C′为冷却水的比热容,ΔT为所述反应釜夹套的出水口温度与入水口温度之差,Q热损为单位时间内所述反应釜内的损失热量。 [0082] 本发明提供的控制方法还包括: [0083] 基于单位时间内反应釜内的损失热量,对所述反应原料的焓变以及所述冷却水的比热容进行修正; [0084] 相应地,所述基于单位时间内反应釜内的热平衡方程以及损失热量,确定单位时间内进入所述反应釜中的反应原料所需的进入所述反应釜夹套中的冷却水流量,具体包括: [0085] 基于单位时间内反应釜内的损失热量、修正后的所述反应原料的焓变以及修正后的所述冷却水的比热容,通过如下公式,确定单位时间内进入所述反应釜中的反应原料所需的进入所述反应釜夹套中的冷却水流量: [0086] [0087] 其中,V物为单位时间内进入所述反应釜中的反应原料量,ΔH′为修正后的所述反应原料的焓变,M水为单位时间内进入所述反应釜夹套中的冷却水量,C′为修正后的冷却水的比热容,ΔT为所述反应釜夹套的出水口温度与入水口温度之差,Q热损为单位时间内所述反应釜内的损失热量。 [0088] 本发明提供的控制方法还包括: [0089] 分别获取进入所述反应釜中的反应原料累积量反应放出的第一总热量以及进入所述反应釜夹套中的冷却水累积量吸收的第二总热量,并分别绘制所述第一总热量与时间的关系曲线以及所述第二总热量与时间的关系曲线; [0090] 基于所述第一总热量与时间的关系曲线以及所述第二总热量与时间的关系曲线,确定所述反应原料累积量与所述冷却水累积量之间的热传递时间差。 [0091] 如图3所示,本发明提供的反应釜的清洁方法包括: [0092] S301,边搅拌边向盐酸和水中加入聚合物稠化剂,溶解均匀形成澄清液体后静置至得到均匀的粘稠液体;边搅拌边向粘稠液体中加入有机锆交联剂,即得酸液;向反应釜内加入pH为2的酸液,使酸液在反应釜内的液位达到第一液位高度; [0093] S302,对反应釜内的酸液进行加热搅拌,反应釜内的三元前驱体溶解,倒出反应釜内的酸液,完成反应釜的清洗。 [0094] 本发明通过反应釜的清洁方法,大大提高反应釜清洁度。 [0095] 本发明提供的第一液位高度≥反应釜最高液位的82%; [0096] 优选地,所述第一液位高度≥反应釜最高液位的92%; [0097] 所述加热搅拌的时间为32h; [0098] 所述加热的温度为62℃; [0099] 所述搅拌的速度为400r/min。 [0100] 二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值,该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。 [0101] 本发明通过金属催化剂与金属氧化物在温度80℃~120℃条件下,分解的时间为6~10小时。其中以规则且重复的方式引入具有环状部分的单元来调节氟聚醚聚合物的结构,同各多次的进行制造和细化,制造的结构刚度大、以及分子移动性小,并且因而改进其物理和化学特性、以及值得注意地聚合物主链的刚度(或移动性);本发明通过反应釜温度控制方法考虑了单位时间内反应釜内的反应热量,通过热平衡方程以及损失热量确定单位时间内进入反应釜中的反应原料所需的进入反应釜夹套中的冷却水流量,并对反应釜夹套的冷却水调节阀进行调节,以实现对反应釜温度的精准控制;提高分解效果;同时,通过反应 [0102] 三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果,和现有技术相比的确具备很大的优势,下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。 [0103] 本发明通过金属催化剂与金属氧化物在温度80℃~120℃条件下,分解的时间为6~10小时。其中以规则且重复的方式引入具有环状部分的单元来调节氟聚醚聚合物的结构,同各多次的进行制造和细化,制造的结构刚度大、以及分子移动性小,并且因而改进其物理和化学特性、以及值得注意地聚合物主链的刚度(或移动性);本发明通过反应釜温度控制方法考虑了单位时间内反应釜内的反应热量,通过热平衡方程以及损失热量确定单位时间内进入反应釜中的反应原料所需的进入反应釜夹套中的冷却水流量,并对反应釜夹套的冷却水调节阀进行调节,以实现对反应釜温度的精准控制;提高分解效果;同时,通过反应釜的清洁方法,大大提高反应釜清洁度。 [0104] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |