CN103665198B

CN103665198B - 一种ptfe悬浮树脂端基的处理方法

Info

Publication number: CN103665198B
Application number: CN201310635089.4A
Authority: CN
Inventors: 张金刚; 李瑞涛; 曾本忠; 张建新; 陈炯
Original assignee: Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Zhonghao Chenguang Research Institute of Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2033-11-29
Also published as: CN103665198A

Abstract

本发明涉及一种PTFE悬浮树脂端基的处理方法，在PTFE湿料干燥工序中，PTFE湿料与空气在振动流化床内混合，得到干燥的PTFE；其中，PTFE湿料的端基裂解生成三氧化硫和二氧化碳气体。与传统工艺相比，采用本发明处理方法处理后的PTFE树脂，不仅水含量降低至0.01%，加工性能明显提高，且其80%端基被裂解成三氧化硫和二氧化碳，废热利用，以达到节能减排的目的。

Description

一种PTFE悬浮树脂端基的处理方法

技术领域

本发明涉及一种PTFE悬浮树脂端基的处理方法，属于高分子材料领域。

背景技术

悬浮PTFE树脂的合成一般包括聚合反应、粉碎、干燥等几个步骤。传统的聚合工艺是将无机引发剂（过硫酸盐等）和去离子水加入到反应釜中，然后通入TFE单体维持在一定温度和压力的工况下进行聚合反应，最后得到PTFE悬浮树脂。聚合反应机理如下：

1）链引发：包括引发剂分解为初级自由基和初级自由基与单体加成形成单体自由基。

氧化还原体系：S₂O₈ ^2—+Fe²⁺—SO₄ ^2—+SO₄ ^—·+Fe³⁺

S₂O₈ ^2-+HSO₃ ^——SO₄ ^2-+SO₄ ^—·+HSO₃·

链增长：四氟乙烯与单体自由基反应

SO₄ ^—CF₂CF₂·+nCF₂=CF₂——SO₄ ^—CF₂（CF₂CF₂）_nCF₂·

链终止：

SO₄ ^-CF₂（CF₂CF₂）_nCF₂·+·CF₂（CF₂CF₂）_mCF₂SO₄ ^———SO₄ ^—CF₂（CF₂CF₂）_m+n+1CF₂SO₄

SO₄ ^—CF₂（CF₂CF₂）_m+n+1CF₂SO₄+H₂O——HSO₃ ^—CF₂（CF₂CF₂）_m+n+1COOH

（副反应）。

传统的干燥工艺是采用气流干燥法，其主要流程见附图1。其中，具体控制参数如下：

（1）、物料在干燥管内的停留时间为3～10秒。

（2）、尾气的控制温度为100℃。

（3）、热空气的进气温度小于250℃

（4）、水含量为0.02～0.04%。

由于聚合时得到的PTFE分子的端基含有磺酸基团和羧酸基团，而现有工艺的干燥设备基本都是气流干燥，干燥停留时间短且温度低，因此在干燥过程中这些端基不会发生裂解反应。然而当用户进行悬浮PTFE树脂加工时，必须进行高温固化，温度大约为320℃左右，此时PTFE分子上的端基会发生裂解，生成SO₃或CO₂并挥发，在树脂制品的表面形成气孔或者气泡，进而导致制品表面凹凸不平，严重者会导致制品无法使用。因此，有必要使PTFE分子在干燥过程中停留较长时间，并提高干燥问题。

然而，研究人员发现，物料在气流干燥中流动起来的流速至少要达到20m/s，而如果要将物料在干燥器中的停留时间延长至几分钟，则干燥管道的长度理论上则需要数百米，简单替换干燥管道并不能解决上述问题。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明通过采用特殊的高温振动流化床干燥工艺，实现PTFE树脂的干燥和端基处理的双重目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种PTFE悬浮树脂端基的处理方法，即在PTFE湿料干燥工序中，PTFE湿料与空气在高温振动流化床内混合，得到干燥的PTFE；其中，PTFE端基裂解生成三氧化硫和二氧化碳气体用于回收废热。

上述处理方法具体包括如下步骤：

1）、空气经粗效过滤器、热风风机、废热回收器、中效过滤器、电加热器、高温高效过滤器后进入振动流化床；

2）、经振动筛分水后的PTFE湿料进入高温振动流化床，停留10-20min，与空气混合裂解生成三氧化硫和二氧化碳的混合气体；

3）、裂解结束后，PTFE经冷风混合器冷却，并经旋风分离器分离后包装；而分离后的夹带PTFE物料的尾气经尾料收集器收集后作为次级品出售，振动流化床中的混合气体则从振动流化床的顶部排出，并回收到废热回收器中与新风换热后排放。

在上述处理方法中，在步骤1）中，所述空气经废热回收器预热至110-150℃，再经电加热器加热至300-360℃；

为了获得更好的处理效果，在步骤2）中，振动流化床的温度以250-300℃为宜；

在步骤3）中，裂解结束后，所述PTFE须经冷风混合器冷却至45℃以下后再分离。

本发明通过采用高温振动流化床干燥工艺对PTFE树脂同时进行干燥和端基处理。与传统工艺相比，不仅水含量可由0.03%降低至0.01%，且PTFE的80%端基被裂解成三氧化硫和二氧化碳气体。经震动流化床干燥工艺后，PTFE悬浮树脂的加工性能明显提高，并且将端基裂解后所得气体回收，废热利用，以达到节能减排的目的。

附图说明

图1为传统PTFE悬浮树脂的干燥方法。

图2为本发明PTFE悬浮树脂端基的处理方法。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

以某一生产合成得到的PTFE悬浮树脂为例，对其进行干燥处理，如图2所示：

1）、空气在风管内以流速大于20m/s经过粗效过滤后进入热风风机，经废热回收器预热到120℃，再经中效过滤器进入电加热器加热到360℃，经高温高效过滤器进入振动流化床；

2）、经振动筛分水后的PTFE湿料以600kg/h进入到振动流化床内，停留15min，控制振动流化床内的温度270℃，使PTFE湿料与空气在高温条件下充分接触，裂解生成三氧化硫和二氧化碳的混合气体;

3）、裂解结束后，干燥的PTFE物料经冷风混合器降至30℃，并经旋风分离器分离后包装，分离的夹带PTFE物料的尾气则经尾料收集器收集后作为次级品出售；而振动流化床中的含有SO₃、CO₂混合气体则从振动流化床的顶部排出，并回收到废热回收器中与新风换热后排放。

对分离后PTFE成品检测，成品收率为98%,其含水量为0.01％；利用红外检测，PTFE成品较PTFE湿料，仅含20%的端基。

实施例2

以实施例1的方法干燥处理PTFE湿料。

其中，步骤2）中，振动流化床内的温度290℃；步骤3）中，干燥PTFE物料经冷风混合器降至20℃；

对分离后PTFE成品检测，成品收率是为98%,其含水量为0.011％；利用红外检测，PTFE成品较PTFE湿料，仅含15%的端基。

实施例3

以实施例1的方法干燥处理PTFE湿料。

其中，步骤2）中，振动流化床内的温度250℃；步骤3）中，干燥PTFE物料经冷风混合器降至35℃；

对分离后PTFE成品检测，成品收率98%,其含水量为0.012％；利用红外检测，PTFE成品较PTFE湿料，仅含25%的端基。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种PTFE悬浮树脂端基的处理方法，其特征在于，步骤为：

1)、空气经粗效过滤器、热风风机、废热回收器、中效过滤器、电加热器、高温高效过滤器后进入振动流化床；

2)、经振动筛分水后的PTFE湿料进入高温振动流化床，停留10-20min，与空气混合裂解生成三氧化硫和二氧化碳的混合气体；

3)、裂解结束后，PTFE经冷风混合器冷却，并经旋风分离器分离后包装；而分离后的夹带PTFE物料的尾气经尾料收集器收集，振动流化床中的混合气体则从振动流化床的顶部排出，并回收到废热回收器中与新风换热后排放。

2.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，在步骤1)中，所述空气经废热回收器预热至110-150℃，再经电加热器加热至300-360℃。

3.根据权利要求1或2所述处理方法，其特征在于，在步骤2)中，振动流化床的温度为250-300℃。

4.根据权利要求3所述处理方法，其特征在于，在步骤3)中，裂解结束后，所述PTFE须经冷风混合器冷却至45℃以下后再分离。