一种含氟聚合物发泡乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含氟聚合物发泡乳液，其特征在于，包括PTFE乳液、聚全氟乙丙烯乳液、增稠剂、发泡剂及稳定剂，其表观粘度为1.2～2.3Pa·s，发泡倍率为1.5～3倍，R5参数为90‑95％。制备方法为：PTFE乳液、聚全氟乙丙烯乳液、部分增稠剂混合搅拌，加入发泡剂、稳定剂和部分增稠剂，再加入剩余增稠剂，搅拌即可。本发明专利技术利用PTFE优异的化学稳定性、拒水性、耐腐蚀性和耐高温性，以合适的比例与FEP乳液共混后发泡，通过在共混乳液中添加微量的增稠剂、发泡剂和稳泡剂，再通过发泡工艺技术创新，形成粘度大、发泡倍率适中、稳定性高的发泡乳液。

Fluorinated polymer foaming emulsion and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种含氟聚合物发泡乳液及其制备方法
本专利技术涉及一种含氟聚合物发泡乳液，特别是指将PTFE乳液与聚全氟乙丙烯(FEP)乳液共混后添加微量功能助剂所形成的高粘度发泡乳液及其制备方法。
技术介绍
近年来，过滤用纺织品在电力、钢铁、冶金、水泥、化工和垃圾焚烧炉等行业得到了广泛应用，有效助力烟气粉尘治理。以袋式除尘为代表的减排技术正逐渐由电力行业向钢铁、焦化等非电行业延伸，同时对高性能滤料提出了超净排放要求。目前超净排放的主要手段是“袋式除尘”或“静电+袋式除尘”，但普通滤袋存在孔径较大、过滤精度低等不足，无法满足超净排放需求。为了提高过滤精度，在常规过滤料表面覆一层PTFE微孔膜，是较好的解决方案。但PTFE微孔膜的厚度只有几十微米，覆膜过程中牵伸应力、轧辊压力等工艺参数的波动，以及纤维滤料表面的杂质突起等，都会对PTFE微孔膜结构造成一定程度的破坏。另外，PTFE微孔覆膜过滤材料的长期覆膜牢度问题也引起了行业的关注。也就是说，如何在常规纤维过滤材料表面形成一层微孔过滤层，并与纤维表面具有较高的粘附牢度，是目前的行业难题。我们知道，发泡涂层是一种高效后整理技术，其带液量少，烘燥所需要的时间短，消耗的能量少，可以大大降低烘燥成本。它是通过将主体乳液、发泡剂等助剂混合搅拌，使空气进入混合液中，形成发泡涂层整理液，然后再将其刮涂在基布表面，再经高温烘燥或者热轧使整理液固化在基布上。但PTFE乳液的粘度非常小，常规的发泡涂层(浸渍)后整理工艺技术，PTFE发泡乳液会迅速从基布表面渗透下去，无法在织物表面形成一层微孔层。因此，如何利用PTFE优异的化学稳定性、拒水性、耐腐蚀性和耐高温性，使其在现有耐高温烟气过滤材料表面形成粘附牢度高的微孔层，进一步提高现有过滤材料的过滤精度，是目前的行业难点。李素琴等研究了发泡涂层对PPS滤料表面性能的影响(化工新型材料，2016,44(5)：255-257)，通过在PTFE乳液中添加粘合剂和环氧树脂，涂层滤料的孔径大部分集中在20-25微米之间，实际上是无法达到超低排放要求的。杜林娜(PTFE发泡涂层滤料的制备及其性能研究，东华大学硕士论文，2017年)通过在PTFE乳液中加入水性环氧烤漆树脂，制备出平均孔径为25微米的过滤材料。说明发泡涂层后滤料的孔径还是很大，也是无法满足超低排放的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：如何通过配方设计来提高PTFE乳液的粘度，同时结合发泡工艺技术的创新来获得泡沫稳定性高、发泡倍率和粘度适中的发泡乳液，用于现有高温烟气过滤材料的发泡涂层后整理，在滤料表面形成微孔过滤层，从而提高滤料的过滤精度，达到超净排放的效果。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种含氟聚合物发泡乳液，其特征在于，包括PTFE乳液、聚全氟乙丙烯(FEP)乳液、增稠剂、发泡剂及稳定剂，其表观粘度为1.2～2.3Pa·s，发泡倍率为1.5～3倍，R5参数为90-95％。优选地，所述聚全氟乙丙烯乳液在含氟聚合物发泡乳液中的质量百分比不超过15％。优选地，所述增稠剂为丙烯酸酯及其衍生物、纤维素及其衍生物、水性聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇及其改性产物、聚乙二醇和瓜儿豆胶中的任意一种或几种的混合物。优选地，所述增稠剂在含氟聚合物发泡乳液中的质量百分比为0.5～1.5％。优选地，所述发泡剂为月桂酸甲皂、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠和脂肪酸胺中的任意一种或几种的混合物。优选地，所述发泡剂在含氟聚合物发泡乳液中的质量百分比为0.5～2％。优选地，所述稳定剂为山梨糖醇及其改性产物、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酰胺和椰子油烷醇酰胺中的任意一种或几种的混合物。优选地，所述稳定剂在含氟聚合物发泡乳液中的质量百分比为0.5～1.5％。本专利技术还提供了上述含氟聚合物发泡乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：依次量取PTFE乳液、聚全氟乙丙烯乳液、的增稠剂至搅拌器中，在800～900rpm的速度下搅拌2～3min，得到增稠的含氟聚合物乳液；第二步：在含氟聚合物乳液中依次加入发泡剂、稳定剂和的增稠剂，在1000～1500rpm的速度下搅拌1～2min，得到含氟聚合物发泡乳液；第三步：在含氟聚合物发泡乳液中加入剩余的增稠剂，继续在1000～1500rpm的速度下搅拌约1～2min即可。优选地，所述第二步中的搅拌采用引气式搅拌器，搅拌用的叶片露出液面部分的高度为叶片总高度的可以通过高速旋转而将空气引入到含氟聚合物乳液中。更优选地，所述引气式搅拌器采用板框高效轴流旋浆式搅拌器。与现有技术相对，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术利用PTFE优异的化学稳定性、拒水性、耐腐蚀性和耐高温性，以合适的比例与FEP乳液共混后发泡，通过在共混乳液中添加微量的增稠剂、发泡剂和稳泡剂，再通过发泡工艺技术创新，形成粘度大、发泡倍率适中、稳定性高的发泡乳液，用于对常规耐高温机织或者针刺过滤材料进行发泡涂层后整理。在烘燥过程中，FEP相对低的熔点使其较早熔融，进一步增加了涂层泡沫的稳定性，从而在耐高温过滤材料表面形成高精度微孔过滤层，达到超净排放效果。附图说明图1为实施例1制得的含氟聚合物发泡乳液的照片；图2为实施例1制得的含氟聚合物发泡涂层耐高温过滤材料的表面电镜照片。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例1-3中使用的仪器设备如下：东菱牌大功率手持电动家用自动烘焙搅拌打蛋机，合肥科晶材料技术有限公司生产的自动涂膜机，FA2004N精密电子天平梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司和移液枪，塑料容器，玻璃棒等。粘度的测定方法为：取50mL配置好的含氟聚合物发泡乳液，放入仪器中，用DV-T1型粘度温控一体粘度计(上海尼润智能科技有限公司)在转速为100rpm的条件下测试发泡乳液粘度。发泡倍率为发泡完成后的乳液体积与未发泡乳液体积的比值为乳液的发泡倍率。泡沫稳定性(R5参数)：泡沫形成后，放置5min时泡沫高度与初始高度之比。实施例1一种含氟聚合物发泡乳液，包括以下以质量百分比计的组份：固含量60wt％的PTFE乳液：83.5％；固含量50wt％的FEP乳液：15％；瓜儿豆胶：0.5％；聚醚改性聚二甲基硅氧烷：0.5％；月桂酸甲皂：0.5％。制备方法：1、按照上述配方依次称取PTFE乳液、FEP乳液、的瓜儿豆胶至塑料容器中，按下打蛋机的第3档速度，搅拌溶液3min，得到增稠的含氟聚合物乳液。2、依次加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷、月桂酸甲皂、的瓜儿豆胶，按下打蛋机的第5档速度，手提打蛋机到一定高度，保证其板框型叶片露出乳液液面的高度为其总高度的搅拌溶液1.5min，得到发泡的含氟聚合物乳液。3、将剩余的所有瓜儿豆胶加入，按下打蛋机的第5档速度，手提打蛋机到一定高度，保证其板框型叶片露出乳液液面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氟聚合物发泡乳液，其特征在于，包括PTFE乳液、聚全氟乙丙烯乳液、增稠剂、发泡剂及稳定剂，其表观粘度为1.2～2.3Pa·s，发泡倍率为1.5～3倍，R5参数为90-95％。/n

【技术特征摘要】
1.一种含氟聚合物发泡乳液，其特征在于，包括PTFE乳液、聚全氟乙丙烯乳液、增稠剂、发泡剂及稳定剂，其表观粘度为1.2～2.3Pa·s，发泡倍率为1.5～3倍，R5参数为90-95％。


2.如权利要求1所述的含氟聚合物发泡乳液，其特征在于，所述聚全氟乙丙烯乳液在含氟聚合物发泡乳液中的质量百分比不超过15％。


3.如权利要求1所述的含氟聚合物发泡乳液，其特征在于，所述增稠剂为丙烯酸酯及其衍生物、纤维素及其衍生物、水性聚氨酯增稠剂、聚乙烯醇及其改性产物、聚乙二醇和瓜儿豆胶中的任意一种或几种的混合物。


4.如权利要求1所述的含氟聚合物发泡乳液，其特征在于，所述增稠剂在含氟聚合物发泡乳液中的质量百分比为0.5～1.5％。


5.如权利要求1所述的含氟聚合物发泡乳液，其特征在于，所述发泡剂为月桂酸甲皂、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠和脂肪酸胺中的任意一种或几种的混合物。


6.如权利要求1所述的含氟聚合物发泡乳液，其特征在于，所述发泡剂在含氟聚合物发泡乳液中的质量百分比为0.5～2％。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王洪，张月，陈苗苗，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31