[發(fā)明專利]一種含氟聚合物微粉的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210422151.7
• 申請(qǐng)日: 2012-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN102936347A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵春明;王樹華;汪星平;張士林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 巨化集團(tuán)技術(shù)中心
• 主分類號(hào): C08J3/12
• 分類號(hào): C08J3/12;C08J3/09;C08L27/18;C08L27/12;C08L27/16;C08L23/08
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含氟聚合物微粉的制備方法，尤其涉及一種由含氟聚合物乳液破乳制備含氟聚合物微粉的方法。

背景技術(shù)

含氟聚合物如聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等，由于具有優(yōu)異的耐高低溫性能、介電性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系數(shù)等特性，在原子能、航空航天、電子電氣、化工、機(jī)械、建筑、制藥、醫(yī)療、紡織等工業(yè)中廣泛應(yīng)用。

含氟聚合物微粉特別是PTFE微粉，其化學(xué)結(jié)構(gòu)形式并未改變，因此其性能與通用含氟聚合物沒有區(qū)別，但由于其粒度細(xì)且軟、有較好的分散能力、能均勻地分散于其他基材中從而改變其特性，如改善潤(rùn)滑性、改善耐磨性、增強(qiáng)耐擦傷、增加剝離性、賦予抗污性、提高阻燃性及增加拒水性等。因此，它的主要用途是在其他材料中用作添加劑，包括作為潤(rùn)滑油脂的改性添加劑、作為油墨的改性添加劑、作為高分子材料的改性添加劑、作為涂料的改性添加劑、作為無(wú)油潤(rùn)滑劑、作為化妝品的改性添加劑等等。由于粉末的粒徑更小，在例如用作涂料添加劑時(shí)等，能夠形成具有更優(yōu)異的表面平滑性的涂膜；而亞微米級(jí)PTFE可在復(fù)合耐磨鍍層中使用，作為抗磨潤(rùn)滑劑使用時(shí)，其耐磨效果也較微米級(jí)微粉的效果好。此外PCTFE、PVDF和ETFE微粉由于其粒徑小、性能好，也常用做粉末涂料。

通過乳液聚合法生產(chǎn)PTFE微粉，一般是在乳化劑存在下，利用四氟乙烯單體乳液聚合的方法得到PTFE乳液，PTFE乳液通過凝聚、干燥獲得PTFE微粉，如CN1948355、CN102443086中都是采用常規(guī)的凝聚法破乳，其中CN1948355制得的低分子量PTFE樹脂的平均粒徑為5~8μm。PTFE以外的含氟聚合物微粉也利用大體相同的方法制造。

乳液的凝聚過程也屬于破乳過程，破乳方式有兩種即化學(xué)破乳和物理破乳。化學(xué)破乳為向乳液中加入無(wú)機(jī)鹽、酸等電解質(zhì)達(dá)到破乳的效果。物理破乳包括冷凍、電沉降和攪拌等方式。目前含氟聚合物乳液所采用的破乳方式大都是凝聚法破乳，在乳液中加入或不加電解質(zhì)，經(jīng)一定的攪拌形式，通過高速剪切使初級(jí)粒子相互撞擊結(jié)合成體積更大的二次粒子從乳液中凝聚析出，從而達(dá)到破乳效果。由于這些方法中初級(jí)粒子經(jīng)結(jié)合而體積變大，凝聚得到的含氟聚合物微粉的粒徑較其初級(jí)粒子要大很多，通過常規(guī)方式干燥后通常還需經(jīng)過粉碎，但平均粒徑一般也在5μm以上，且還需經(jīng)充分水洗除掉乳化劑和凝聚劑，所需工序多、周期長(zhǎng)，且能耗大，浪費(fèi)大量的水。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種工序少、周期短、粉體粒子粒徑小的含氟聚合物微粉的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種含氟聚合物微粉的制備方法，將含氟聚合物乳液與有機(jī)溶劑按體積比0.25:1~5:1混合進(jìn)行破乳，然后將破乳后的懸浮液干燥即得到平均粒徑為0.3~5μm的含氟聚合物微粉。

進(jìn)一步的：

破乳可在攪拌下進(jìn)行，所述的攪拌轉(zhuǎn)速為50~200r/min。

所述的含氟聚合物乳液的粒徑為20~300nm，固含量為15~40%，乳化劑的質(zhì)量百分含量為0.1~5%。

所述的含氟聚合物乳液選自低分子量聚四氟乙烯乳液、聚三氟氯乙烯乳液、聚偏氟乙烯乳液、乙烯-四氟乙烯共聚乳液中的一種。

所述的有機(jī)溶劑選自甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一種。

所述的含氟聚合物乳液與有機(jī)溶劑的體積比為0.5:1~2:1。

所述的含氟聚合物微粉平均粒徑為0.3~2.5μm。

所述的混合是指含氟聚合物乳液與有機(jī)溶劑互相以噴霧的方式混合。

所述的干燥是指納米級(jí)超細(xì)粉脈沖氣流干燥或納米級(jí)噴霧干燥。

所述的干燥溫度為110~230℃。

現(xiàn)有的凝聚洗滌干燥方法得到的含氟聚合物微粉粒徑大、所需工序多、周期長(zhǎng)。本發(fā)明采用有機(jī)溶劑將含氟聚合物乳液中的乳化劑溶解進(jìn)行破乳，與傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌和加入電解質(zhì)的凝聚破乳法相比，初級(jí)粒子并非主要通過凝聚結(jié)合成體積更大的二次粒子而析出，而是初級(jí)粒子表面直接失去乳化劑破乳析出，從而得到的二次粒子粒徑更小，然后通過氣流或噴霧干燥，得到的粉體粒子粒徑小、不結(jié)塊，且由于不添加凝聚劑，而乳化劑溶于有機(jī)溶劑中更容易通過高溫干燥去除，因此無(wú)需洗滌，所需工序少、周期短，有機(jī)溶劑能夠回收，可以循環(huán)重復(fù)使用。