技术领域
本发明涉及一种PTFE悬浮树脂的端基氟化处理方法，属于高 分子材料领域。
背景技术
悬浮PTFE树脂的合成一般包括聚合反应、粉碎、干燥等几个 步骤。传统的聚合工艺是将无机引发剂（过硫酸盐等）和去离子水 加入到反应釜中，然后通入TFE单体维持在一定温度和压力的工况 下进行聚合反应，最后得到PTFE悬浮树脂。聚合反应机理如下：
1）链引发：包括引发剂分解为初级自由基和初级自由基与单体 加成形成单体自由基。
氧化还原体系：S2O82—+Fe2+—SO42—+SO4—·+Fe3+
S2O82-+HSO3——SO42-+SO4—·+HSO3·
链增长：四氟乙烯与单体自由基反应
SO4—CF2CF2·+nCF2=CF2——SO4—CF2（CF2CF2）nCF2·
链终止：
SO4-CF2（CF2CF2）nCF2·+·CF2（CF2CF2）mCF2SO4———SO4—CF2（CF2CF2） m+n+1CF2SO4
SO4—CF2（CF2CF2）m+n+1CF2SO4+H2O——HSO3—CF2（CF2CF2）m+n+1COOH
（副反应）。
传统的干燥工艺是采用气流干燥法，其主要流程见附图1。其中，具 体控制参数如下：
（1）、物料在干燥管内的停留时间为3～10秒。
（2）、尾气的控制温度为100℃。
（3）、热空气的进气温度小于250℃
（4）、水含量为0.02～0.04%。
由于聚合时得到的PTFE分子端基含有磺酸基团和羧酸基团，当 用户进行悬浮PTFE树脂加工时，必须进行高温固化，温度大约为 320℃左右，此时PTFE分子上的端基会发生裂解，生成SO3或CO2并挥 发，在树脂制品的表面形成气孔或者气泡，进而导致制品表面凹凸不平， 严重者会导致制品无法使用。
然而现有工艺的干燥设备基本都是气流干燥，整个系统是在微正 压下进行工作的。较低的干燥温度和压力无法使PTFE分子端基的基团在 短时间内裂解，因而有必要对现有干燥系统进行改造，将PTFE分子端基 的磺酸基团和羧酸基团基尽可能在干燥过程中裂解，从而保证后期良好 的加工性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种PTFE悬浮树脂的端基氟化处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种PTFE悬浮树脂的端基氟化处理方法，先将PTFE树脂湿料干 燥至水分含量0.05-0.1%，再与氟氧混合气在高温高压条件下发生氟化 分解反应，生成HF、CO2、SO3。
在上述端基氟化处理方法中，所述氟氮混合气中氟：氧以体积 比计1:2-5。
在上述端基氟化处理方法中，通入氟氧混合气前，须先控制系 统压力为-0.07--0.09MPa，再通入氟氮混合气。
所述氟化分解反应条件为：压力0.5-0.7MPa，温度200-300℃， 反应时间8-9h。
作为本发明优选的实施方式，上述端基氟化处理方法，具体包括 如下步骤：
1）、先将经振动筛分水后的PTFE湿料均匀的装入到网盘中， 网盘孔径为60～100目，然后放到氟化反应器中；
2）、开启送风机、排湿风机、内循环风机和电加热器，PTFE 湿料中夹带的水分通过排湿风机蒸发排放到氟化反应器外；
当PTFE物料中的水含量降至0.05-0.1%时（主要是根据干燥时 间来确定，一般在250℃下，10个小时），关闭送风机和排湿风机， 准备通入氟气进行端基处理；
3）、先对氟化反应器抽空，当系统压力为-0.07--0.09MPa时， 通入氟气和氮气的混合气，当烘箱内的压力升至0.5-0.7MPa时，停 止进气，开启内循环风机和电加热器进行强制循环、换热，控制烘 箱内的温度为200-300℃，PTFE分子的端基在高温下进行氟化分解 反应；
4）、氟化分解反应进行8-9h后，开启尾气吸收系统;氟化反应器 内的未参与反应的氟气、氮气以及分解生成的HF、CO2、SO3等混合 气体缓慢进入尾气吸收系统中的碱洗塔进行洗涤，生成KF等碱液；
5）、当氟化反应器内的压力降至0.04-0.06MPa后，用氮气进行 置换、抽真空，当检测氟的残留量小于1mg/m3后，开启送风机、排 湿风机进行物料冷却、包装。
在本发明中，从氟化反应器底部吸入的循环风经过内循环风机 升压，再经电加热器加热至200-300℃后送至出风风道，在风道内风 的动压降低，静压提高，进而可以保证每个出风口的风量、风压均 匀，再经风道上的出口均匀的流经每个网盘的顶面和底面，网盘表 面的风速为3-5m/s，通过内循环风机的变频器调节风量和风速，最 后再经过回风风道将氟化反应器内的气体送回内循环风机。
本发明通过控制各风道风量和风速，使PTFE树脂含水量大大降 低，从现有的1%降低至0.01%；同时利用氟气的活性，在高温高压条 件下将PTFE分子的磺酸端基和羧酸端基分解，90%的端基被裂解成三 氧化硫和二氧化碳气体，随尾气排放。通过本发明所采用的技术方案 得到的PTFE分子，含水量及端基含量都明显大大降低，从而实现提 高PTFE悬浮树脂的加工性能的目的。
附图说明
图1为传统PTFE悬浮树脂的干燥方法。
图2为本发明PTFE悬浮树脂的端基处理方法。
图3为本发明氟化反应器的工作原理图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
以某一生产合成得到的PTFE悬浮树脂为例，对其进行湿料处 理，如图2、图3所示：
1）、先将PTFE湿料均匀的装入到80目网盘中，然后放到氟化 反应器中；
2）、开启送风机、排湿风机、内循环风机和电加热器，PTFE 湿料中夹带的水分会在高温下蒸发，并通过排湿风机排放到氟化反 应器外；当PTFE物料中的水含量降至0.1%时，关闭送风机和排湿 风机，准备通入氟气进行端基处理；
3）、先对氟化反应器抽空，当系统压力为-0.08MPa时，通入氟 气和氮气的混合气，氟气：氮气=1:3，当烘箱内的压力为0.6MPa时， 停止进气，开启内循环风机和电加热器进行强制循环、换热，控制 烘箱内的温度为200-300℃，PTFE分子的端基在高温下进行氟化分 解反应；
4）、氟化分解反应进行9h后，开启尾气吸收系统;氟化反应器 内的未参与反应的氟气、氮气以及分解生成的HF、CO2、SO3等混合 气体缓慢进入尾气吸收系统中的碱洗塔进行洗涤，生成KF等碱液；
5）、当氟化反应器内的压力降至0.05MPa后，用氮气进行置换、 抽真空，当检测氟气的残留量0.92mg/m3合格后，开启送风机、排湿 风机进行物料冷却、包装。
对分离后PTFE成品检测，其含水量为0.01％；利用红外检测PTFE 端基含量为10%。
实施例2
本实施例提供一种PTFE湿料处理的方法，具体如下：
1）、先将PTFE湿料均匀的装入到60目网盘中，然后放到氟化 反应器中；
2）、开启送风机、排湿风机、内循环风机和电加热器，PTFE 湿料中夹带的水分会在高温下蒸发，并通过排湿风机排放到氟化反 应器外；当PTFE物料中的水含量降至0.05%时，关闭送风机和排湿 风机，准备通入氟气进行端基处理；
3）、先对氟化反应器抽空，当系统压力为-0.07MPa时，通入氟 气和氮气的混合气，氟气：氮气=1:2，当烘箱内的压力为0.5MPa时， 停止进气，开启内循环风机和电加热器进行强制循环、换热，控制 烘箱内的温度为200-300℃，PTFE分子的端基在高温下进行氟化分 解反应；
4）、氟化分解反应进行9h后，开启尾气吸收系统;氟化反应器 内的未参与反应的氟气、氮气以及分解生成的HF、CO2、SO3等混合 气体缓慢进入尾气吸收系统中的碱洗塔进行洗涤，生成KF等碱液；
5）、当氟化反应器内的压力降至0.06MPa后，用氮气进行置换、 抽真空，当检测氟气的残留量0.91mg/m3后，开启送风机、排湿风机 进行物料冷却、包装。
对分离后PTFE成品检测，其含水量为0.012％；利用红外检测 PTFE端基含量为11%。
实施例3
本实施例提供一种PTFE湿料处理的方法，具体如下：
1）、先将PTFE湿料均匀的装入到100目网盘中，然后放到氟 化反应器中；
2）、开启送风机、排湿风机、内循环风机和电加热器，PTFE 湿料中夹带的水分会在高温下蒸发，并通过排湿风机排放到氟化反 应器外；当PTFE物料中的水含量降至0.08%时，关闭送风机和排湿 风机，准备通入氟气进行端基处理；
3）、先对氟化反应器抽空，当系统压力为-0.09MPa时，通入氟 气和氮气的混合气，氟气：氮气=1:5，当烘箱内的压力为0.7MPa时， 停止进气，开启内循环风机和电加热器进行强制循环、换热，控制 烘箱内的温度为200-300℃，PTFE分子的端基在高温下进行氟化分 解反应；
4）、氟化分解反应进行8h后，开启尾气吸收系统;氟化反应器 内的未参与反应的氟气、氮气以及分解生成的HF、CO2、SO3等混合 气体缓慢进入尾气吸收系统中的碱洗塔进行洗涤，生成KF等碱液；
5）、当氟化反应器内的压力降至0.04MPa后，用氮气进行置换、 抽真空，当检测氟气的残留量0.89mg/m3后，开启送风机、排湿风机 进行物料冷却、包装。
对分离后PTFE成品检测，其含水量为0.013％；利用红外检测 PTFE端基含量为15%。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了 详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这 对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神 的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。