[發明專利]一種含氟聚合物微粉的制備方法

有效

• 申請號: 201210422151.7
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102936347A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 邵春明;王樹華;汪星平;張士林
• 申請（專利權）人: 巨化集團技術中心
• 主分類號: C08J3/12
• 分類號: 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所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發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

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，由于具有優異的耐高低溫性能、介電性能、化學穩定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系數等特性，在原子能、航空航天、電子電氣、化工、機械、建筑、制藥、醫療、紡織等工業中廣泛應用。

含氟聚合物微粉特別是PTFE微粉，其化學結構形式并未改變，因此其性能與通用含氟聚合物沒有區別，但由于其粒度細且軟、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，如改善潤滑性、改善耐磨性、增強耐擦傷、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、作為無油潤滑劑、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等，能夠形成具有更優異的表面平滑性的涂膜；而亞微米級PTFE可在復合耐磨鍍層中使用，作為抗磨潤滑劑使用時，其耐磨效果也較微米級微粉的效果好。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破乳和物理破乳。化學破乳為向乳液中加入無機鹽、酸等電解質達到破乳的效果。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，經一定的攪拌形式，通過高速剪切使初級粒子相互撞擊結合成體積更大的二次粒子從乳液中凝聚析出，從而達到破乳效果。由于這些方法中初級粒子經結合而體積變大，凝聚得到的含氟聚合物微粉的粒徑較其初級粒子要大很多，通過常規方式干燥后通常還需經過粉碎，但平均粒徑一般也在5μm以上，且還需經充分水洗除掉乳化劑和凝聚劑，所需工序多、周期長，且能耗大，浪費大量的水。

發明內容

本發明針對現有技術的不足之處，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。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：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溶劑按體積比0.25:1~5:1混合進行破乳，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。

進一步的：

破乳可在攪拌下進行，所述的攪拌轉速為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溶劑互相以噴霧的方式混合。

所述的干燥是指納米級超細粉脈沖氣流干燥或納米級噴霧干燥。

所述的干燥溫度為110~230℃。

現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。本發明采用有機溶劑將含氟聚合物乳液中的乳化劑溶解進行破乳，與傳統的機械攪拌和加入電解質的凝聚破乳法相比，初級粒子并非主要通過凝聚結合成體積更大的二次粒子而析出，而是初級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、不結塊，且由于不添加凝聚劑，而乳化劑溶于有機溶劑中更容易通過高溫干燥去除，因此無需洗滌，所需工序少、周期短，有機溶劑能夠回收，可以循環重復使用。