CN104926959B - 一种乙烯/四氟乙烯共聚物溶液的干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种乙烯/四氟乙烯共聚物溶液的干燥方法，将乙烯/四氟乙烯共聚物溶液泵入真空状态下的带式干燥设备，乙烯/四氟乙烯共聚物溶液被均匀排布于履带表面，随履带向前传动，经脱溶段I段、II段、III段和出料段依次干燥后乙烯/四氟乙烯共聚物溶液中的溶剂被脱除，获得乙烯/四氟乙烯共聚物粉体。该干燥方法获得的粉体收率高，且不需要二次干燥；粉体中溶剂残留量低，加工性能好，制品性能优良。

Description

一种乙烯/四氟乙烯共聚物溶液的干燥方法

技术领域

本发明涉及一种乙烯/四氟乙烯共聚物溶液的干燥方法，属于氟聚物后处理技术领域。

背景技术

氟树乙烯/四氟乙烯共聚物(下面也将乙烯称作E，将四氟乙烯称作TFE，将乙烯/四氟乙烯共聚物称作ETFE或F40)具有优异的绝缘耐热耐腐性能，是当前航空航天电缆线的重要绝缘材料。ETFE具有优良的耐溶剂性能，大量应用于涂塑反应釜、储槽、管道等化工防腐领域。ETFE具有高透明性、耐老化、耐污性、不粘性及优良的加工性能等，可用于生产高性能的膜材。此外，ETFE还可以生产高性能工程塑料制品，或制成纤维用于污水处理，或做成密封材料用于核反应堆、防止核泄漏。

ETFE通常采用本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合或乳液聚合的方法获取，特别是采用溶液聚合法时获得的共聚物溶液需要经过脱溶处理才能获得固体物料。而ETFE是结晶性高聚物，熔点为255～280℃，薄膜蒸发装置不适合该物料的脱溶处理；另外，ETFE溶液中共聚物的质量浓度较低，一般不超过10％，物料也比较粘稠，对粘性敏感的喷雾干燥装置也不易实现对其的脱溶处理。通常ETFE溶液的脱溶处理采用带搅拌的减压蒸发装置，搅拌是为了防止脱溶至一定程度后物料体系形成果冻状难以进一步脱除剩余溶剂。但即使如此，在脱溶后期，由于物料已经固态化，挥发面积减小，搅拌也难以达到均匀的效果，造成少量溶剂的残留。为了使溶剂残留量达到规定要求(防止在后续的加工过程中产生气泡，使制品容易被拉断、影响拉伸强度，或使绝缘层产生缺陷而导致漏电等)，往往需要对从带搅拌的减压脱溶装置中获得的ETFE固体物料进行二次干燥处理。但二次干燥时间通常较长，同时难以实现机械/自动化及规模化生产。

带式干燥机是成批生产用的连续式干燥设备，用于透气性较好的片状、条状、颗粒状物料的干燥，对于脱水蔬菜、催化剂、中药饮片等类含水率高、而物料温度不允许高的物料尤为合适；该系列干燥机具有干燥速度快、蒸发强度高、产品质量好的优点，对脱水滤饼类的膏状物料，需经造粒或制成条状后方可干燥。因此如能通过优化控制参数，将带式干燥设备应用于乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)溶液的干燥，将大大简化生产工艺，实现机械/自动化及规模化生产，从而提高生产效率，并提高干燥后乙烯/四氟乙烯共聚物粉体产品的加工性能。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种产品收率高，耐热性能、拉伸强度和断裂伸长率优良，加工性能好的乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)溶液的干燥方法

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种乙烯/四氟乙烯共聚物溶液的干燥方法，将乙烯/四氟乙烯共聚物溶液加入真空状态下的带式干燥设备，乙烯/四氟乙烯共聚物溶液被均匀排布于履带表面，随履带向前传动，经脱溶段I段、II段、III段和出料段依次干燥后乙烯/四氟乙烯共聚物溶液中的溶剂被脱除，获得乙烯/四氟乙烯共聚物粉体。

所述乙烯/四氟乙烯共聚物溶液的进料速度优选为10～15Kg/h。

所述真空状态的压力优选为-0.1～-0.095MPa。

所述脱溶段I段脱溶温度优选为50～58℃，脱溶时间优选为0.4～0.5h，II段脱溶温度优选为80～100℃，脱溶时间优选为0.3～0.5h，III段脱溶温度优选为110～120℃脱溶，脱溶时间优选为0.1～0.25h。

所述出料段温度优选为45～55℃，物料在出料段停留时间优选为0.2～0.3h。

本发明的ETFE干燥方法采用了带式干燥设备，ETFE溶液的脱溶过程在真空状态下和一定温度下进行。带式脱溶装置进料可采用隔膜泵，对物料粘性的敏感度小。另外，其脱溶行程为履带的长度，可根据需求设置。脱溶物料流速由履带决定可调，溶剂挥发面积为履带面积，因此溶剂挥发面积较大，对于低浓度物料的脱溶特别适用。再者，其脱溶在高真空状态下进行，脱溶温度可以分段控制，这对脱溶程度要求较高的物料更为有利。

高真空度有利于加快脱溶速度，确保脱溶完全。温度对脱溶速度也有影响。前段物料浓度低、溶剂挥发量大，温度要相应较低，否则会导致大量气泡的产生，容易带走部分物料，影响收率；随着物料浓度升高，温度逐段升高，升高温度利于残留溶剂的脱除，否则溶剂残留量难以达到指标要求，因此本发明中脱溶时的温度采取分段控制，脱溶段I段温度优选为50～58℃，II段温度优选为80～100℃，III段温度优选为110～120℃，确保了脱溶速度和脱溶完全。

进料速度可以根据需要调整，不易过大、也不易过小，过大会造成溶剂难以脱除，过小会造成产能过低，因此本发明中进料速度优选为10～15Kg/h。

物料在脱溶段I段、II段、III段和出料段的停留时间(脱溶时间)对脱溶效果有较大影响。停留时间不易过长、也不易过短，停留时间过短影响脱溶效果，停留时间过长影响生产效率。物料在脱溶段I段、II段、III段和出料段的停留时间可根据物料物性及进料速度等参数，通过调节履带传动速度来控制。本发明中物料在脱溶段I段的脱溶时间优选为0.4～0.5h，II段的脱溶时间优选为0.3～0.5h，III段的脱溶时间优选为0.1～0.25h，物料在出料段停留时间优选为0.2～0.3h。

本发明由于采用了以上方案，具有以下有益效果：

1、产品加工性能好，本发明采用带式干燥设备，通过优化脱溶温度、压力、进料速度、物料停留时间等参数，确保了脱溶速度和脱溶完全，获得的ETFE粉体溶剂残留量低，可以有效防止后续加工过程中气泡的产生，进而避免使制品容易被拉断、影响拉伸强度或使绝缘层产生缺陷而导致漏电等不足，拉伸强度在42MPa以上，伸长率在525％以上，在235℃的恒温烘箱中放置60天后伸长率在375％以上；

2、产品收率高，脱溶在高真空度下进行，脱溶温度分段控制，前低后高，即避免了物料损失，又保证了较高的脱溶程度要求，获得的ETFE粉体产品收率高，粉体收率在99.8％以上；

3、工艺简单，本发明获得的ETFE粉体产品无需进行二次干燥处理，简化了脱溶工艺，容易实现机械/自动化及规模化生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

将乙烯/四氟乙烯共聚物溶液泵入真空状态下的带式干燥设备(采用上海敏杰生产的真空低温液体连续干燥机MJY20-4，履带总长度17.7m)，乙烯/四氟乙烯共聚物溶液经过带式干燥设备的移动喷嘴被均匀排布于履带表面，随履带向前传动，经脱溶段I段(长度为3.01m)、II段(长度为2.83m)、III段(长度为1.24m)和出料段(长度为1.77m)依次脱溶干燥后，乙烯/四氟乙烯共聚物溶液中的溶剂被脱除，获得乙烯/四氟乙烯共聚物粉体。进料速度、真空度、不同段的脱溶温度、履带传动速度等参数详见表1，粉体的收率及性能指标详见表2。

实施例2～6

采用同实施例1相同的脱溶处理工艺，脱溶处理工艺参数详见表1。

表1 实施例1～6脱溶处理工艺操作参数

实施例1～6获得的乙烯/四氟乙烯共聚物粉体的收率及性能指标详见表2。其中：

【粉体收率】

先通过固含量测试得出ETFE溶液的固含A％，由加料量与固含A％的积算出理论粉体得量a，脱溶处理后称出实际粉体得量b。由b与a的商获得粉体收率。

【熔点】

本发明的熔点采用DSC进行测量。

【拉伸强度、伸长率】

将本发明的粉体按照规定要求压制成1mm厚的片材，并冲切成测试样条，然后进行拉伸强度测试，拉伸速率为200mm/min。

【耐热性】

将测试拉伸强度时制备的样条在235℃的恒温烘箱中放置60天，然后在室温下进行拉伸试验，拉伸速率为200mm/min，测定伸长率。以伸长率在250％以上为耐热性良好。

表2 实施例1～6获得的乙烯/四氟乙烯共聚物粉体的性能

Claims (1)

1.一种乙烯/四氟乙烯共聚物溶液的干燥方法，其特征在于将乙烯/四氟乙烯共聚物溶液加入真空状态下的带式干燥设备，所述真空状态的压力为-0.1～-0.095MPa，乙烯/四氟乙烯共聚物溶液被均匀排布于履带表面，随履带向前传动，经脱溶段I段、II段、III段和出料段依次干燥后乙烯/四氟乙烯共聚物溶液中的溶剂被脱除，获得乙烯/四氟乙烯共聚物粉体；所述脱溶段I段脱溶温度为50～58℃，脱溶时间为0.4～0.5h，II段脱溶温度为80～100℃，脱溶时间为0.3～0.5h，III段脱溶温度为110～120℃脱溶，脱溶时间为0.1～0.25h，所述乙烯/四氟乙烯共聚物溶液的进料速度为10～15Kg/h，所述出料段温度为45～55℃，物料在出料段停留时间为0.2～0.3h。