含有填料的聚四氟乙烯粒状粉末制造技术

本发明专利技术提供了含有填料的ＰＴＦＥ粒状粉末及其制造方法。该粒状粉末的表观密度大，平均粒径小并且粒度分布陡，粉末流动性好，带电量小。由该粒状粉末制成的成形品具有良好的抗拉强度和延伸率，表面粗糙度小，白度高。其制造方法是，在与水形成液－液界面的有机液体以及具有疏水性链段和亲水性链段的链段化的聚亚烷基二醇等非离子性表面活性和／或阴离子性表面活性剂存在下，将ＰＴＦＥ粉末和填料在水中进行搅拌和粉末的破碎。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于含有填料的聚四氟乙烯粒状粉末及其制造方法。
技术介绍
以往，含有填料的聚四氟乙烯(PTFE)粒状粉末，一般是将填料和PTFE粉末的混合物放入水中，通过搅拌、造粒而得到该粒状粉末。这种制造方法例如在特公昭43-8611、特公昭44-22619、特公昭48-37567、特公昭49-17855、特公昭56-8044和特公昭57-18730中已有记载。但是，采用上述各专利公报中所记载的制造方法，得不到粒径小并且粒度分布陡的含有填料的PTFE粒状粉末。因此，要想得到例如橡胶密封圈之类的尺寸小、薄壁的成形体或者表面粗糙度较小的成形品，就必须将含有填料的PTFE粒状粉末过筛，取出粒径较小的粉末进行成形加工，或者对所得到的成形体进切削加工。但这种方法十分繁琐，并且很不经济。另外，将含有填料的PTFE粒状粉末粉碎，可以得到具有良好的粉末流动性的粒状粉末。此外，特公昭60-21694中公布了一种在不溶于水的有机液体和阴离子性表面活性剂共存的条件下将PTFE粉末和预先用氨基硅烷化合物表面处理的填料在水中搅拌、造粒，得到含有填料的PTFE粒状粉末的制造方法，但含有填料的PTFE粒状粉末的表观密度以及由含有填料的PTFE粒状粉末制得的成形品的抗拉强度等还不能充分满足要求。为了解决上述问题，本专利技术人进行了深入的研究，结果发现，在与水形成液-液界面的有机液体和特定的非离子性表面活性剂以及/或者阴离子性表面活性剂存在的条件下，将PTFE粉末与填料的混合物在水中搅拌、造粒，可以解决上述问题。本专利技术的目的是，提供具有良好加工性的含有填料的PTFE粒状粉末及其制造方法，特别是提供表观密度大，平均粒径小并且粒度分布陡，带电量小，粉末流动性等粉末物性良好，延伸率和表面平滑性等成形品物性优良，可以提供白度高的成形品的含有填料的PTFE粒状粉末及其制造方法。专利技术概述本专利技术是关于含有填料的聚四氟乙烯(PTFE)粒状粉末的制造方法，其特征是，将聚四氟乙烯(PTFE)粉末与填料的混合物在水中搅拌、造粒，所述的搅拌、造粒是在与水形成液-液界面的有机液体以及具有由3-4个碳原子的聚(氧亚烷基)单元构成的疏水性链段和由取(氧乙烯)单元构成的亲水性链段的非离子性表面活性剂和/或阴离子性表面活性剂存在的条件下进行的。采用上述制造方法，可以得到表观密度在0.7g/cm3以上、带电量50V以下的含有填料的PTFE粒状粉末。另外，本专利技术还涉及含有填料的PTFE粒状粉末，其特征是，在表观密度0.7g/cm3以上、0.9g/cm3以下的场合，休止角是40度以下，带电量为10V以下，在表观密度0.9g/cm3以上、1.0g/cm3以下的场合，休止角是38度以下，带电量为10V以下，在表观密度1.0g/cm3以上的场合，休止角是36度以下，带电量为10V以下，并且平均粒径是500μm以下。附图的简要说明附图说明图1是可以在本专利技术的制造方法中使用的造粒装置的纵剖面示意图。图2是可以在本专利技术的制造方法中使用的另一造粒装置的剖面示意图。图3是在本专利技术中用于调查粒状粉末的流动性的装置的示意图。图4是表示实施例2中得到的本专利技术的含有填料的PTFE粒状粉末的粒子结构的光学显微镜照片(放大200倍)。图5是表示实施例2中得到的本专利技术的含有填料的PTFE粒状粉末的粒子结构的光学显微镜照片(放大100倍)。图6是表示实施例6中得到的本专利技术的含有填料的PTFE粒状粉末的粒子结构的光学显微镜照片(放大200倍)。图7是表示比较例1中得到的本专利技术的含有填料的PTFE粒状粉末的粒子结构的光学显微镜照片(放大100倍)。图8是表示比较例2中得到的本专利技术的含有填料的PTFE粒状粉末的粒子结构的光学显微镜照片(放大200倍)。专利技术的优选实施方式本专利技术中使用的PTFE粉末，可以采用常规的悬浮聚合法制备，例如可以采用由四氟乙烯(TFE)的均聚物、可以与TFE共聚的单体和TFE的共聚物等构成的粉末，其粉碎后的平均粒径为200μm以下，优选的是50μm以下，平均粒径的下限由粉碎装置和粉碎方法决定。上述可以与TFE共聚的单体，例如可以举出由下列(Ⅰ)式表示的全氟乙烯基醚等。CF2=CF-ORf(Ⅰ)式中，Rf表示1-10个碳原子的全氟烷基、4-9个碳原子的全氟(烷氧基烷基)、下列(Ⅱ)式表示的有机基 (式中m是0或1-4的整数)、或者下列(Ⅲ)式表示的有机基 (式中，n是1-4的整数)。上述全氟烷基的碳原子数是1-10，优选的是1-5。碳原子数在上述范围内时，可以保持不可熔融成形的性质，同时还可以得到良好的抗蠕变性的效果。上述全氟烷基例如可以举出全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟戊基、全氟已基等。从抗蠕变性和单体成本的角度考虑，优先选用全氟丙基。上述可以与TFE共聚的单体的聚合比例在1.0-0.001％(摩尔)范围内时，可以得到良好的抗蠕变性效果。在本专利技术中，例如可以在由水存在的条件下或者在干燥状态下，使用锤磨机、具有带叶片的转子的粉碎机、气流能量型粉碎机、冲击粉碎机等粉碎机将上述PTFE粉末粉碎成平均粒径200μm以下，优选的是50μm以下，使用粉碎后得到的粒子。该粒子的平均粒径在上述范围内时，造粒得到的粒状粉末具有良好的操作性即粉末流动性和表观密度，而且所得到的成形品具有良好的物性。在本专利技术中，使用亲水性填料的场合，由于亲水性的缘故，填料容易移动到水相中，不容易与PTFE粉末混合均匀，即，不能得到全部填料与PTFE粉末混合的凝集的粉末，其一部分残留在处理水中。这种现象被称为填料的分离。为了解决这一问题，通常采用下述方法，即预先对亲水性填料进行疏水化表面处理，降低其表面活性，使之接近于PTFE粉末粒子的表面活性，然后在水中进行搅拌，或者，在搅拌时向水介质中添加具有上述作用的化合物，然后进行搅拌。用于进行这类表面处理的化合物，目前已经知道的有(a)具有氨基官能基的硅烷、具有苯基的硅烷和/或可溶的聚硅氧烷(特开昭51-548、特开昭51-549、特开平4-218534),(b)12-20个碳原子的烃的一元羧酸(特公昭48-37576),(c)脂肪族羧酸的铬配位化合物(特公昭48-37576),(d)聚硅氧烷(特开昭53-139660)等，另外，还知道(e)用PTFE被覆亲水性填料的方法(特开昭51-121417)。此外，在填料具有拒水性的场合，可以直接使用。上述的填料例如可以举出下列中的1种或1种以上玻璃纤维、石墨粉末、青铜粉末、金粉末、银粉末、铜粉末、不锈钢粉末、不锈钢纤维、镍粉末、镍纤维等金属纤维或金属粉末；二硫化钼粉末、铂化云母粉末、焦炭粉末、碳纤维、氮化硼粉末、炭黑等无机纤维或无机粉末；聚氧化苯甲酰基聚酯等芳香族耐热树脂粉末、聚酰亚胺粉末、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)粉末、聚苯硫醚粉末等有机粉末。但不限于这些例子。在使用2种以上填料的场合，例如可以是玻璃纤维和石墨粉末、玻璃纤维和二硫化钼粉末、青铜粉末和二硫化钼粉末、青铜粉末和碳纤维、石墨粉末和焦炭粉末、石墨粉末和芳香族耐热树脂粉末、碳纤维和芳香族耐热树脂粉末等组合。混合方法采用湿法和干法均可。本专利技术的含有填料的PTFE粒状粉末的PTFE部分的白度高，因此，使用白色或透明的填料例如玻璃纤维、氮化硼粉末、氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有填料的聚四氟乙烯粒状粉末，其特征是，该含有填料的聚四氟乙烯粒状粉末的表观密度是０．７ｇ／ｃｍ↑［３］以上，休止角是４０度以下，粒状粉末的平均粒径是５００μｍ以下，带电量５０Ｖ以下，并且可以制造白度（Ｚ值）８０以上，表面粗糙度是３．０μｍ以下的成形物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：浅野道男，助川胜通，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]