氟聚合物分散体的纯化制造技术

本发明专利技术涉及用于纯化一种氟聚合物分散体的方法，所述方法包括：（ｉ）提供至少一种氟聚合物［聚合物（Ｆ）］的一个水性分散体（Ｄ），该水性分散体包括至少一种氟化的表面活性剂［表面活性剂（ＦＳ）］，该水性分散体具有按重量计１５％或更多的固体含量（ＳＣ）；（ｉｉ）向所述水性分散体（Ｄ）中加入至少一种非离子的非氟化的表面活性剂［表面活性剂（ＮＳ）］；（ｉｉｉ）将所述固体含量（ＳＣ）调整至按重量计少于１０％，以获得一个稀释的水性分散体（ｄＤ）；（ｉｖ）将所述稀释的水性分散体（ｄＤ）与至少一种吸附材料接触，以获得聚合物（Ｆ）的一个水性分散体，基于固体总重量，该水性分散体具有少于１ｐｐｍ的氟化表面活性剂（ＦＳ）。本发明专利技术还有一个目的是包括少于１ｐｐｍ氟化的表面活性剂的一种水性氟聚合物分散体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于氟聚合物类的水性分散体的纯化的改进的方 法并且涉及多种氟聚合物水性分散体。
技术介绍
聚氟乙烯分散体在涂料行业找到了广泛的应用，这是由于这些涂 层在有关例如释放特性、良好的耐气候性、以及阻燃性方面的独特的 性能。它们主要用于涂覆厨房用具，化学装置以及玻璃织物。在很多 此类应用中，这些分散体以相对高的固体含量使用，例如按重量计高达70-75%。这些浓縮的分散体主要是使用胶体化学方法通过非离子的 乳化剂(例如烷基芳基聚乙氧基的醇类以及垸基聚乙氧基醇类)进行 稳定。原则上有用于制备氟聚合物的两种不同的聚合反应方法，即产生 聚合物粒料的悬浮聚合反应以及，另一方面，产生一种水性胶态分散 体的以乳液聚合反应而为人所知的方法(也称为分散体聚合)。本发 明涉及一种纯化方法，该方法可以值得注意地应用于从乳液聚合中获 得的分散体。此类氟聚合物分散体，尤其是四氟乙烯(TFE)聚合物(均聚物 类和共聚物类)的生产总体上包括一个乳液聚合反应的步骤。在所有这些乳液聚合反应中，需要一种表面活性剂或乳化剂在水 介质中稳定氟聚合物分散体；所述表面活性剂通常被选择为不通过链 转移作用来中断聚合反应。这些表面活性剂称为非调聚的(nontelogenic) 乳化剂(U.S.专利号2,559,752)。主要使用以铵和/或碱金属的盐形式7的全氟辛酸(PFOA)，特别优选的是全氟辛酸铵(APFOA)。基于氟 聚合物，该表面活性剂的含量总体上在按重量计从0.02%到1%的范围 内。也可以使用其他氟化的表面活性剂。例如，引用的专利0001: EP 822175 A (DU PONT DE NEMOURS), 1998-02-04，说明了包含CH2的 氟羧酸类用于TFE的乳液聚合反应的用途。引用的专利0002: WO WO 97/08214 (DU PONT DE NEMOURS), 1997-03-06， 说明了2-全氟己基 乙磺酸或它的盐类用于TFE聚合反应的用途。用于氟聚合物的乳液聚合反应的其他(全)氟氧化烯 ((per)fluorooxyalkylenic)的表面活性剂在以下专利申请已经进行了说 明引用的专利0003: US 2007015864--; 引用的专利0004: US 2007015865—; 引用的专利0005: US 2007015866—; 引用的专利0006: US 2006015937—; 引用的专利0007: US 2007025902—; 引用的专利0008: US 2007027251 —。引用的专利0009: US 2559752 (DU PONT DE NEMOURS), 1951-07-10，说明了其他氟化的表面活性剂，但是由于它们的挥发性低， 这些还没有被广泛使用。在高的处理温度下这些化学制品可能导致最 终产品的色变。虽然从聚合反应获得的氟聚合物水性乳液通常具有按重量计大约 15%到40%的固体含量，它们的工业应用要求所述分散体被浓縮到按重 量计高达大约40%到75%。浓縮方法的一个第一实例值得注意地是一 个倾析或相分离法(亦称混浊法(clouding process))，例如在以下专 利中所说明8引用的专利0010: US 3037953 B (DU PONT DE NEMOURS), 1952-06-05;引用的专利0011: US 3704272 B (DU PONT DE NEMOURS), 1972- 11-28;引用的专利0012: US 3301807 B (THIOKOL CHEMICAL CORP)， 1957-01-31;它们披露的内容通过引用结合在此，所述相分离方法通常包括向 水性氟聚合物乳液中加入一种非离子表面活性剂并且将混合物加热到 不低于该非离子表面活性剂的浊点的温度从而导致分离成一个水相以 及一个氟聚合物相。另一个浓縮方法的例子是超滤法或透析法，如说 明于以下专利中引用的专利0013: US 4369266 B (HOECHST AG), 1933-01-18;引用的专利0014: US 6136893 B (DAIKIN IND LTD), 2000-10-24;它们的披露内容通过引用结合在此。尽管如此，在以上列出的用于提高浓度的技术中，多数氟化的表 面活性剂保留在氟聚合物分散体中。因此，在这些分散体随后使用的过程中，工人可以暴露在与氟化 的表面活性剂的接触中，特别是PFOA。还已知的是在氟聚合物分散体的应用中，例如作为涂层或在玻璃 纤维的浸渍中，所述氟化表面活性剂可以到达环境中。氟化的表面活 性剂可以值得注意地在洗涤排放液中被释放到环境中，或者可以在氟 聚合物在加工过程中所经受的干燥或烧结步骤的过程中被释放到大气 中。当产生的涂层包括PFOA(或其衍生物)作为乳化剂时，由于PFOA 是高度易挥发的，后者的排放是更加显著的。然而，某些所述氟化表面活性剂最近被归类为对环境危险的，它9们在活动物(如在人类)体内的长残留时间已经被证明。对于全氟辛 酸(PFOA)以及对应的衍生物作为污染物已经特别进行了研究；美国环境保护署(EPA)的一个科学咨询委员会在2005年6月已经宣布了 一个初步的发现，PFOA是一种可能的致癌物质；对于此污染物对动物以及人类的作用的最终的评定的毒理学研究还在进行中。在2006年1月25日，EPA邀请氟聚合物和调聚物的制造商参加 了关于PFOA以及相关化学品的一个全球性管理计划，并且特别承诺 在不晚于2010年达到以2000年基础线衡量的一个95%的减少，这既 有对于所有PFOA介质的设施释放(facility emissions)、可分解为PFOA 的前体化学品、以及相关的更高的同系物化学品，也有PFOA、可以分 解出PFOA的前体化学品、以及相关的更高同系物的化学品的产品含 量水平，并且承诺在其后的五年内，即不晚于2015年，朝着从排放和 产品中清除PFOA、 PFOA前体、以及相关的更高的同系物化学品的方 向努力。因此，对于实质性地减少PFOA排放存在着强大的环境压力，并 且因此开发适当的PFOA回收方法使这些目标能够实现。另外，表面活性剂例如氟羧酸以及它们的盐(例如像在引用的专 利0015 :EP 822175 A (DU PONT DE NEMOURS)，1998-02-04中所说明的包含CH2的氟羧酸)通常是通过在正常使用的烧结温度下(从 350到450。C)的脱羧作用进行分解以产生二氧化碳和氟化的烃类，它 们具有一种主要的全球变暖作用("温室效应")。因此，存在着来自氟聚合物分散体的转化者(transformers)和最 后的使用者的强烈的需求，他们要求生产者提供基本上没有氟化的表 面活性剂的所述氟聚合物分散体，特别是没有全氟辛酸及其衍生物过去已经提出了若干方案用于纯化氟聚合物分散体而摆脱氟化表面活性剂，包括分相和离子交换处理。因此，引用的专利0016: EP 1489104 A (ASAHI GLASS CO LTD)，2004- 12-22披露了用于生产从阴离子的全氟羧酸酯表面活性剂(APFQ 纯化的一种水性的聚四氟乙烯(PTFE)的方法，所述方法包括向一种 水性PTFE乳液中加入一种非离子表面活性剂以及水本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于纯化氟聚合物分散体的方法，所述方法包括：　（ｉ）提供至少一种氟聚合物［聚合物（Ｆ）］的水性分散体（Ｄ），该水性分散体包括至少一种氟化的表面活性剂［表面活性剂（ＦＳ）］，该水性分散体具有按重量计１５％或者更多的固体含量（ＳＣ）；　 　（ｉｉ）向所述水性分散体（Ｄ）中加入至少一种非离子的非氟化的表面活性剂［表面活性剂（ＮＳ）］；　（ｉｉｉ）将所述固体含量（ＳＣ）调整至按重量计少于１０％，以获得稀释的水性分散体（ｄＤ）；　（ｉｖ）将所述稀释的水性分散体（ｄＤ ）与至少一种吸附材料接触，以获得如下聚合物（Ｆ）的水性分散体，该聚合物（Ｆ）的水性分散体具有的所述氟化表面活性剂（ＦＳ）的含量基于固体总重量计为少于１ｐｐｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰兹安纳波吉奥，法布里齐奥斯巴达，瓦莱丽卡佩利乌什科，
申请(专利权)人：索维索莱克西斯公开有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]