CN109776820A - 一种控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法，包括：(1)常温下，向聚全氟乙丙烯乳液中加入无离子水，调节乳液比重在1.03～1.20；(2)向步骤(1)所得乳液中加入助剂，搅拌，继续向乳液中补加氨水或碳酸氢铵，搅拌至聚全氟乙丙烯乳液完全破乳；所述助剂为氨水或碳酸氢铵；(3)常温下用无离子水洗涤破乳析出的粉料，得到密度为80～900g/l的聚全氟乙丙烯树脂粉料。本发明在常温条件下(20‑25℃)通过机械凝聚过程中分批加入易挥发的助剂来控制粉料的体积密度，所加入的容易挥发性的助剂在后续树脂的干燥中可以有效地除去，不污染树脂；所得聚全氟乙丙烯树脂粉末体积密度波动较小；该方法环境友好，条件温和，利于工业化生产。

Description

一种控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法
技术领域
本发明涉及一种控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法，属于聚合物乳液制备技术领域。
背景技术
聚全氟乙丙烯树脂(FEP)是热塑性树脂，加工性能好，同时有极好的耐高低温性能和极好的化学稳定性，其最杰出的性能是电绝缘性(例如，它的介电常数为2.1)。优越的电绝缘性能和易加工性能、低火焰蔓延、低烟雾产生的特性，使该共聚物主要用作集成电路板和电线电缆中的绝缘材料。该共聚物可以用一般热塑性塑料的加工方法，如挤塑、模塑、喷涂加工法制成各种形态的制品，使其广泛应用于电子电气工业、化学工业、机械工业、国防工业、医学等。
聚全氟乙丙烯树脂国内已工业化的聚合方法主要是乳液聚合。乳液聚合所形成的乳液必须经过凝聚之后才可以进行进一步加工。凝聚过程就是一个破乳的过程，破乳的方法主要有物理破乳和化学破乳两种方法，物理破乳如冷冻、机械搅拌等，化学破乳如盐析等。
目前聚全氟乙丙烯树脂行业内所采用的破乳方法主要是机械破乳，采用常规的机械破乳的粉料体积密度在200～500g/l，平均粒径在15～230μm，并且根据凝聚条件的不同，粉料的体积密度波动较大；而化学破乳的粉料体积密度在380～900g/l，平均粒径在120～410μm，如在用聚全氟乙丙烯粉料作静电喷涂施工时，需要粉料控制体积密度在150～280g/l，平均粒径在20～60μm；聚全氟乙丙烯树脂粉料在后续加工(如用双螺杆造粒)等加工时，考虑到造粒效率，则需要体积密度越大越好，通常为体积密度≥700g/l，平均粒径在20～45μm，这样既能满足双螺杆的造粒速率，又能满足双螺杆的端基处理效果。
专利CN101003633A公开了增加聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法，该凝聚方法是在水介质中在60～115℃的温度、高速搅拌，通过添加易挥发的有机溶剂(如丙酮、四氯乙烯、四氯化碳、二氯乙烯等)来调节，聚全氟乙丙烯树脂粉料颗粒大小，从而提高聚全氟乙丙树脂粉料体积密度的方法，该方法在凝聚过程中加入了大量的有机溶剂，这样不利于环境友好，并且该方法采用60～115℃水，能耗较高，不利于工业化生产。
专利CN201110327195.7公开一种聚全氟乙丙烯树脂凝聚洗涤方法，该方法将机械凝聚和化学凝聚相结合，化学凝聚的凝胶剂为氨水、碳酸氢铵、硝酸或盐酸；同时该方法在凝聚洗涤工艺过程中需保持较高的温度，能耗较高，并且温度指标的波动导致凝聚后的聚全氟乙丙烯树脂粉末体积密度波动较大，不利于工业化控制及生产。
发明内容
为了解决聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度可控的问题，本发明提供一种适合工业生产的控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法；所述方法中加入的容易挥发的助剂即不会污染树脂粉料，又可以通过控制容易挥发性的助剂的加入量，有效控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度，而且加入的容易挥发性的助剂在后续树脂的干燥中可以有效地除去，不污染树脂，该方法环境友好，利于工业化生产。
本发明采用如下技术方案的。
一种控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法，包括：
(1)常温下，向聚全氟乙丙烯乳液中加入无离子水，调节乳液比重在1.03～1.20；
(2)向步骤(1)所得乳液中加入助剂，搅拌一段时间后，继续向乳液中补加氨水或碳酸氢铵，搅拌至聚全氟乙丙烯乳液完全破乳；所述助剂为氨水或碳酸氢铵；
(3)常温下用无离子水洗涤破乳析出的粉料，得到密度为80～900g/l的聚全氟乙丙烯树脂粉料。
其中，步骤(1)中，所述比重为1.03-1.1。
步骤(2)中，所述搅拌转速控制在200～1800转/分，优选为800-1600转/分，进一步优选1200转/分，时间10～30min。
步骤(2)中，所述助剂的第一加入量为乳液中树脂干料的1～3％；补加氨水或碳酸氢铵的加入量为乳液中树脂干料的1～2％。
步骤(2)中，第一次加入助剂后搅拌一段时间(如10-20min)后，此时乳液的比重在1.001～1.03，第二次加入助剂。
步骤(2)中，优选加入氨水。
步骤(3)中，所述洗涤时间在2～5min，反复洗涤3～12次，优选9次。
步骤(3)中，所述聚全氟乙丙烯乳液粉料与无离子水体积比1/2～2/3。
步骤(3)中，所述聚全氟乙丙烯树脂粉料的密度为200～900g/l。
本发明在常温条件下(20-25℃)通过机械凝聚过程中分批加入易挥发的助剂来控制粉料的体积密度，所加入的容易挥发性的助剂在后续树脂的干燥中可以有效地除去，不污染树脂；所得聚全氟乙丙烯树脂粉末体积密度波动较小；该方法环境友好，条件温和，利于工业化生产。
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
本实施例提供一种控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法，包括：
向3000g聚全氟乙丙烯乳液(树脂干料750g)中加入常温(25℃)无离子水，调节乳液比重在1.05，加入碳酸氢铵20g，搅拌转速控制在1400转/分，机械凝聚25min时，补加氨水12g，继续凝聚15min，聚全氟乙丙烯乳液完全破乳，对破乳析出后的聚全氟乙丙烯，用常温(25℃)无离子水洗涤，洗涤时间在3min，反复洗涤9次，得聚全氟乙丙烯树脂粉料的水含量为28％，用120℃干燥14h，测聚全氟乙丙烯树脂粉料的体积密度为215g/l。
实施例2
本实施例提供一种控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法，包括：
向3000g聚全氟乙丙烯乳液(树脂干料778g)中加入常温(25℃)无离子水，调节乳液比重在1.05，加入氨水11g，搅拌转速控制在800转/分，机械凝聚28min时，补加碳酸氢铵8g，继续凝聚10min，聚全氟乙丙烯乳液完全破乳，对破乳析出后的聚全氟乙丙烯，用常温(25℃)无离子水洗涤，洗涤时间在3min，反复洗涤5次，得聚全氟乙丙烯树脂粉料的水含量为28％，用120℃干燥14h，测聚全氟乙丙烯树脂粉料的体积密度为55 8g/l。
实施例3
本实施例提供一种控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法，包括：
向3500g聚全氟乙丙烯乳液(树脂干料980g)中加入常温(25℃)无离子水，调节乳液比重在1.05，加入氨水10g，搅拌转速控制在1600转/分，机械凝聚28min时，补加碳酸氢铵10g，继续凝聚10min，聚全氟乙丙烯乳液完全破乳，对破乳析出后的聚全氟乙丙烯，用常温(25℃)无离子水洗涤，洗涤时间在3min，反复洗涤6次，得聚全氟乙丙烯树脂粉料的水含量为27％，用120℃干燥14h，测聚全氟乙丙烯树脂粉料的体积密度为850g/l。
效果验证
对比实施例1-3与对比例(专利CN201110327195.7中实施例2)制得的全氟乙丙烯树脂粉料相比较：
(1)本方法仅采用助剂氨水或碳酸氢铵，不涉及硝酸或盐酸等易腐蚀设备的助剂；
(2)本方法在常温下凝聚及洗涤粉体，相比对比例中60±2℃凝聚，30～90℃洗涤，能耗明显降低。
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 (7)

1.一种控制聚全氟乙丙烯树脂粉料体积密度的方法，其特征在于，包括：
(1)常温下，向聚全氟乙丙烯乳液中加入无离子水，调节乳液比重在1.03～1.20；
(2)向步骤(1)所得乳液中加入助剂，搅拌一段时间后，继续向乳液中补加氨水或碳酸氢铵，搅拌至聚全氟乙丙烯乳液完全破乳；所述助剂为氨水或碳酸氢铵；
(3)常温下用无离子水洗涤破乳析出的粉料，得到密度为80～900g/l的聚全氟乙丙烯树脂粉料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述比重为1.03-1.1。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌转速控制在200～1800转/分，优选为800-1600转/分，进一步优选1200转/分，时间10～30min。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述助剂的第一加入量为乳液中树脂干料的1～3％；补加氨水或碳酸氢铵的加入量为乳液中树脂干料的1～2％。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述洗涤时间在2～5min，反复洗涤3～12次，优选9次。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述聚全氟乙丙烯乳液粉料与无离子水体积比1/2～2/3。
7.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所得聚全氟乙丙烯树脂粉料的密度为80～900g/l。
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