聚四氟乙烯粒状粉末的制造方法技术

公开了一种聚四氟乙烯粒状粉末的制造方法，它包括：ａ）用悬浮法聚合制备聚四氟乙烯粗颗粒；ｂ）粉碎、洗涤并干燥，得到聚四氟乙烯微粉；ｃ）将步骤（ｂ）得到的聚四氟乙烯微粉在一个混合器中与雾化的有机液体接触，从而将有机液体包覆在聚四氟乙烯微粉上；和ｄ）在造粒槽的水相中造粒。用本发明专利技术方法具有连续化程度高、能耗低、颗粒均匀和产品性能好的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。本专利技术制造方法具有溶剂用量 低、无需特别的低温分散步骤的优点。
技术介绍
聚四氟乙烯是一种性能极好的材料，它能耐老化，有良好的化学稳定性，优异的电 绝缘性和良好润滑性，使用温度范围广，被各行业广泛应用。常见的聚四氟乙烯材料包括悬 浮聚四氟乙烯、聚四氟乙烯细颗粒和微粉和聚四氟乙烯粒状粉末。所述悬浮聚四氟乙烯是 指由悬浮法制得的聚四氟乙烯产品。在本领域中，所述“聚四氟乙烯细颗粒和微粉”通常可与“聚四氟乙烯细颗粒”或 “聚四氟乙烯微粉”互换使用，是指初级粒径为5-25 μ m的聚四氟乙烯颗粒，这种聚四氟乙烯 颗粒收集后在存储和运输过程中容易团聚和结块，形成次级粒径为I-IOmm甚至更大的不 规则颗粒。在本领域中，术语“聚四氟乙烯粒状粉末”通常是指粒径为300-600μπι的聚四氟 乙烯颗粒，这种颗粒具有基本规则的外形，较好基本球状的外形，不容易发生团聚或结块。悬浮聚四氟乙烯具有熔点高、熔体粘度大的特性，在380°C时熔体粘度达IOlOPa. s，并在熔融状态下仍保持原来的形状。但是由于聚四氟乙烯聚合物在无定形状态下受到剪 切很容易产生熔体破裂，因而悬浮聚四氟乙烯粉末不能用热塑性树脂熔融挤出、熔融注射 方法加工成型。聚四氟乙烯细颗粒和微粉具有流动性差的缺点，因而聚四氟乙烯细颗粒和微粉只 能采用手动压缩和等压成型。不利于大规模的自动化操作。聚四氟乙烯粒状粉末具有良好的流动性、高体积密度和低压缩比，它不仅能采用 手动压缩和等压成型，还可用于自动压缩、挤出成型加工。因此，通常需要将聚四氟乙烯细 颗粒和微粉造粒成聚四氟乙烯粒状粉末材料。聚四氟乙烯粒状粉末材料通常用造粒方法制造，常见的造粒方法包括湿法造粒和 干法造粒。其中湿法造粒分为水法造粒和溶剂法造粒。水法造粒是只使用无离子水造粒， 溶剂法造粒是使用除水之外的其他有机或无机液体。例如，为了由悬浮聚四氟乙烯产品制备聚四氟乙烯粒状粉末，题为“可回收溶剂的 聚四氟乙烯自由流动粒状粉末的制造方法”的中国专利200510044480. 2公开了一种聚四氟 乙烯粒状粉末的制造方法，该方法包括如下步骤1)把聚四氟乙烯微粉颗粒加入到溶剂中，溶剂的用量为100Kg聚四氟乙烯微粉 颗粒，200-800升溶剂；2)在搅拌下降温，在0.5-10小时内将温度降至-10°c ；该搅拌降温的目的是为了 使团聚的聚四氟乙烯微粉颗粒松散，以使团聚块解聚；3)在搅拌下升温，在0.5-15小时内将温度升到10-160°C，在升温过程中回收溶 剂；和4)剩余物料在50-300°C下烘干，冷却至室温包装。虽然这种方法可获得聚四氟乙烯粒状粉末，但这种方法具有如下缺陷i)溶剂的用量大，不利于环境保护市售的成品聚四氟乙烯微粉颗粒在运输和存 储过程中通常会发生团聚，为将团聚的聚四氟乙烯微粉分散成分散体，需要使用高比例的 溶剂。例如，如中国专利200510044480. 2所述，每IOOKg聚四氟乙烯微粉颗粒原料需要使 用200-800升溶剂；ii)造粒过程需要先冷却后加热，结果造粒时间长，能耗高为了充分分散聚四氟 乙烯微粉，除了加入高比例的溶剂以外，还需要低温环境，以便团聚的聚四氟乙烯微粉松 散，而溶剂需要高温蒸发回收，因此现有的方法需要先低温后高温的过程，增加了能耗；和iii)制得的聚四氟乙烯微粉中夹带有机溶剂多，降低了产品性能。因此，本领域还需要一种，用这种制造方法可以 在减少溶剂用量的同时降低能耗，并且制得的聚四氟乙烯粒状粉末具有颗粒均勻，产品性 能好等优点。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种，用这种制造方法 可以在减少溶剂用量的同时降低能耗，并且制得的聚四氟乙烯粒状粉末具有颗粒均勻，产 品性能好等优点。因此，本专利技术的一个方面涉及一种，它包括如下 步骤a)用悬浮法聚合制备聚四氟乙烯粗颗粒；b)粉碎、洗涤并干燥，得到聚四氟乙烯细颗粒和微粉；c)将步骤(b)得到的聚四氟乙烯细颗粒和微粉在一个混合器中与雾化的有机溶 剂接触；和d)在造粒槽的水相中造粒。在本专利技术的一个实例中，所述聚四氟乙烯微粉和有机液体的质量比为 1 0.05-0.4。具体实施例方式在现有技术中，由聚四氟乙烯细颗粒或微粉造粒形成聚四氟乙烯粒状粉末所遇到 的最大问题是聚四氟乙烯细颗粒或微粉的团聚。因此在造粒前需要采用特别的措施(例如 低温和大量溶剂)将团聚的颗粒打散。本专利技术解决聚四氟乙烯细颗粒或微粉团聚的措施是 在制得的“新鲜”聚四氟乙烯细颗粒或微粉表面上即刻喷雾一层溶剂层。申请人认为，喷雾 在“新鲜”聚四氟乙烯细颗粒或微粉表面上的溶剂会在该“新鲜”聚四氟乙烯细颗粒或微粉 表面上形成一层包覆层，结果能有效地阻止聚四氟乙烯细颗粒或微粉的团聚，从而无需低 温和大量有机溶剂就可有效地制备聚四氟乙烯粒状粉末。本专利技术就是在该基础上完成的。本专利技术包括用悬浮法聚合制备聚四氟乙烯粗颗 粒的步骤。该用悬浮法聚合制备聚四氟乙烯粗颗粒的方法无特别的限制，可以是本领域已 知的任何常规方法。用所述常规方法制得的聚四氟乙烯粗颗粒具有不规则的颗粒形状，并4且夹带有杂质(例如溶剂、分散剂等)。为提高该聚四氟乙烯粗颗粒的纯度，减少杂质的含量，本专利技术方法还包括粉碎、洗 涤并干燥的步骤，以得到聚四氟乙烯细颗粒和微粉。所述粉碎、洗涤和干燥步骤无特别的限 制，可以是本领域已知的任何粉碎、洗涤和干燥步骤。在本专利技术的一个较好实例中，将悬浮 聚合制得的聚四氟乙烯粗颗粒加入捣碎装置，经过捣碎、洗涤、分离后，再通过螺旋加料器 定量送入旋风干燥器。已干燥、冷却、分离后的中粒聚四氟乙烯物料通过输送喷嘴吸引/推 送进入流化床气流粉碎机，得到平均粒径为5-25 μ m的聚四氟乙烯微粉。采用流化床气流 粉碎机可有利地防止聚四氟乙烯微粉纤维化。在本专利技术的另一个较好实例中，所述流化床 气流粉碎方法是在2-12°C的温度进行粉碎的。本专利技术方法的一个关键步骤是在粉碎后聚四氟乙烯微粉(即所谓的“新鲜”聚四 氟乙烯微粉)上直接喷雾已经雾化的溶剂微粒。本专利技术的专利技术人认为该喷雾雾化的溶剂微 粒步骤有助于在粉碎后聚四氟乙烯微粉上形成一层溶剂包覆层，从而防止或减少粉碎后聚 四氟乙烯微粉发生团聚现象。在本专利技术的一个实例中，粉碎后聚四氟乙烯微粉经捕集器，以良好分散状态进入 混合器，并在该混合器的收集口与雾化的有机液体充分均勻混合。适用于本专利技术混合的混 合器可以是本领域已知的任何混合器，只要在其进料口(或收集口)处装有有机溶剂喷雾 嘴即可。所述聚四氟乙烯微粉以良好的原始分散状态连续进入混合器的收集口，并在混合 器收集口与雾化的有机溶剂充分均勻混合，混合的温度在8°C -20°C。在本专利技术的一个较好的实例中，混合器具有竖直向上开口的圆筒状收集口，在该 圆筒状收集口内均勻地分布有1-8个，较好1-6个，更好1-4个溶剂喷嘴。使用时，聚四氟 乙烯微粉在重力的作用下向下经该圆筒状收集口落入所述混合器，并在经过收集口时与从 喷嘴喷出的雾状溶剂混合。在本专利技术的另一个实例中，所述喷嘴的喷雾方向与水平成0-80°的仰角，从而使 雾状溶剂的运动方向与聚四氟乙烯的下坠方向相逆。在本专利技术的一个实例中，所述雾状溶剂的粒径在10-400 μ m，较好为50-350 μ m， 更好为 100-300 μ m。所述的聚四氟乙烯粉和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚四氟乙烯粒状粉末的制造方法，它包括如下步骤：　　ａ）用悬浮法聚合制备聚四氟乙烯粗颗粒；　　ｂ）粉碎、洗涤并干燥，得到聚四氟乙烯微粉；　　ｃ）将步骤（ｂ）得到的聚四氟乙烯微粉在一个混合器中与雾化的有机液体混合接触；和　　ｄ）在造粒槽的水相中造粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家禹，张志刚，宋黎峰，林青松，
申请(专利权)人：上海三爱富新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31