CN112279943B - 一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，包括如下步骤：(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.05～1.12，得稀乳液；(2)控制所述稀乳液温度为35～65℃；(3)对步骤(2)所得稀乳液进行搅拌的同时加入凝聚剂，析出氟橡胶胶粒；(4)对所述氟橡胶胶粒进行洗涤。本发明提供的方法可以确保氟橡胶凝聚后的胶粒平均粒径在350～800μm范围内，从而增加了后续洗涤过程中胶粒与洗涤水的接触面积，减少了洗涤水的用量及洗涤时间，且有利于后续的干燥，缩短了干燥时间，减少了干燥过程的能耗，有利于工业化生产。

Description

一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法

技术领域

本发明属于氟橡胶生产领域，具体涉及一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法。

背景技术

氟橡胶(fluororubber)是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。氟原子的引入，赋予橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，在航天、航空、汽车、石油和家用电器等领域得到了广泛应用，是国防尖端工业中无法替代的关键材料。自从1943年以来，先后开发出聚烯烃类氟橡胶、亚硝基氟橡胶、四丙氟橡胶、磷腈氟橡胶以及全氟醚橡胶等品种。

氟橡胶23，国内俗称1号胶，为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。氟橡胶26，国内俗称2号胶，为偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物。氟橡胶246，国内俗称3号胶，为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物。氟橡胶TP，国内俗称四丙胶，为四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物，耐水蒸汽和耐碱性能优越。偏氟醚橡胶，为偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化点单体四元共聚物，低温性能优异。全氟醚橡胶，耐高温性能优异，氟含量高，耐溶剂性能优异。氟硅橡胶，低温性能优异，具有一定耐溶剂性能。

各类氟橡胶，在国内目前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。目前针对于氟橡胶乳液还没有高效的凝聚方法，导致凝聚的效果不好，且在洗涤的过程中用水量大，造成大量洗涤水的浪费和较长的洗涤时间，不利于工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法。本发明提供的方法可以确保氟橡胶凝聚后的胶粒平均粒径在350～800μm范围内，从而增加了后续洗涤过程中胶粒与洗涤水的接触面积，减少了洗涤水的用量及洗涤时间，且有利于后续的干燥，缩短了干燥时间，减少了干燥过程的能耗，有利于工业化生产。

本发明所针对的氟橡胶乳液是指采用本领域已知乳液聚合法生产氟橡胶所得到的乳液。所述氟橡胶是指本领域已知的各类氟橡胶。

具体而言，本发明提供的氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，包括如下步骤：

(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.05～1.12，得稀乳液；

(2)控制所述稀乳液温度为35～65℃；

(3)对步骤(2)所得稀乳液进行搅拌的同时加入凝聚剂，析出氟橡胶胶粒；

(4)对所述氟橡胶胶粒进行洗涤。

采用本发明所述的方法，通过调节氟橡胶乳液的适宜比重和凝聚条件，凝聚后所得的氟橡胶胶粒的平均粒径为350～800μm，这种粒径大小在后续洗涤的过程中，既不会因粒径太大而导致不易洗涤干净，浪费水源和人力物力，也不会因粒径过小而不易与洗涤水分离，避免氟橡胶胶粒的结团，还可在较短的时间内以更节能的方式完成洗涤。

本发明优选步骤(1)中，调节氟橡胶乳液的比重为1.06～1.1，进一步优选为1.08～1.09。氟橡胶乳液的比重反映出乳液中氟橡胶的含量，其大小会影响凝聚后所形成的氟橡胶胶粒的平均粒径。若比重过大，氟橡胶乳液较为粘稠，凝聚过程中形成的氟橡胶胶粒粒径过大，若比重过小，凝聚过程中形成的氟橡胶胶粒粒径过滤，这均不利于后续的洗涤。控制乳液的比重在上述范围内，更有利于形成粒径适中的胶粒。

本发明优选步骤(2)中，凝聚温度为35～65℃，进一步优选为38～40℃。凝聚的温度影响氟橡胶颗粒的形成速度，与乳液的浓度共同影响最终形成氟橡胶颗粒的大小，温度过高或过低，均不利于形成适宜大小的氟橡胶颗粒。在上述温度条件下，更有利于形成粒径适中的氟橡胶颗粒。

本发明优选步骤(3)中，搅拌转速为500～1200r/min，进一步优选为900～1100r/min。在上述条件下进行凝聚，可确保形成粒径为450～800μm的氟橡胶颗粒。

本发明优选步骤(3)中，凝聚剂为氯化镁、氯化钠、硫酸铝钾、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种。所述凝聚剂的用量优选为氟橡胶乳液固含量的1～5％，该用量既可保证氟橡胶乳液能够恰好凝聚完全，还不会因凝聚剂过量，增加后续洗涤水的用量和洗涤时间。

采用本发明提供的方法进行凝聚，步骤(3)中凝聚时间约为2～10min。在这一时间范围内，既可保证氟橡胶乳液能够恰好凝聚完全，还不会因凝聚时间过长而带来能源的浪费。

本发明所述步骤(4)用去离子水对所得氟橡胶胶粒进行反复洗涤，即可得到得含水的氟橡胶胶粒。

在进行洗涤时，所述去离子水的温度可以是10～35℃，优选为20～30℃。在控制洗涤水温的基础上，每次洗涤的时间可以为1～10min，优选为2～8min；洗涤时氟橡胶胶粒与去离子水的体积比可以控制在1:(2～3)的范围内。采用本发明提供的方法凝聚得到的氟橡胶胶粒，在上述条件下洗涤4～5次即可使洗涤水的电导率小于20μs/cm。

作为本发明的一种优选方案，所述方法包括如下步骤：

(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.08～1.09，得稀乳液；

(2)控制所述稀乳液温度为38～40℃；

(3)对步骤(2)所得稀乳液进行搅拌，转速为900～1100r/min，同时加入凝聚剂，凝聚氟橡胶乳液，析出氟橡胶胶粒；

(4)采用20～30℃的去离子水对所述氟橡胶胶粒进行洗涤。

对采用本发明提供的方法凝聚洗涤得到的氟橡胶进行干燥，即可得到氟橡胶胶粒产品。

与现有技术相比，本发明提供的氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法操作简单，在氟橡胶乳液的盐析凝聚过程中，通过控制橡胶乳液的适宜比重，调节适宜的凝聚温度，即可实现对氟橡胶胶粒的成功破乳；进一步优化凝聚过程中的其它条件及参数，即可得到平均粒径为450～800μm的氟橡胶颗粒。本发明提供的方法可以确保橡胶颗粒之间不结团，增加了后续洗涤过程中物料与洗涤水的接触面积，最终缩短了洗涤时间，用较少的洗涤次数和用水量就能得到合格的产物，有利于工业化生产。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。

实施例1

本实施例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，包括如下步骤：

(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.08，得稀乳液；

(2)将所述稀乳液温度控制为38℃；

(3)将所述乳液进行搅拌，转速为900r/min，同时加入凝聚剂氯化镁，凝聚3min，析出氟橡胶胶粒；

(4)用温度为20℃的无离子水(氟橡胶胶粒与无离子水体积比为1:2)对所述氟橡胶胶粒进行洗涤，每次洗涤时间为3min，反复洗涤至洗涤后无离子水的电导率低于20μs/cm。

本实施例洗涤4次后无离子水的电导率降低至18μs/cm。洗涤后氟橡胶胶粒呈白色颗粒状，含水率为25％。

实施例2

本实施例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，包括如下步骤：

(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.09，得稀乳液；

(2)将所述稀乳液温度控制为40℃；

(3)将所述乳液进行搅拌，转速为1100r/min，同时加入凝聚剂氯化钠，凝聚5min，析出氟橡胶胶粒；

(4)用温度为25℃的无离子水(氟橡胶胶粒与无离子水体积比为1:3)对所述氟橡胶胶粒进行洗涤，每次洗涤时间为5min，反复洗涤至洗涤后无离子水的电导率低于20μs/cm。

本实施例洗涤3次后无离子水的电导率降低至17μs/cm。洗涤后氟橡胶胶粒呈白色颗粒状，含水率为28％。

实施例3

本实施例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，包括如下步骤：

(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.07，得稀乳液；

(2)将所述稀乳液温度控制为50℃；

(3)将所述乳液进行搅拌，转速为600r/min，同时加入凝聚剂硫酸铝钾，凝聚8min，析出氟橡胶胶粒；

(4)用温度为35℃的无离子水(氟橡胶胶粒与无离子水体积比为1:3)对所述氟橡胶胶粒进行洗涤，每次洗涤时间为8min，反复洗涤至洗涤后无离子水的电导率低于20μs/cm。

本实施例洗涤5次后无离子水的电导率降低至12μs/cm。洗涤后氟橡胶胶粒呈白色颗粒状，含水率为30％。

实施例4

本实施例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，包括如下步骤：

(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.1，得稀乳液；

(2)将所述稀乳液温度控制为60℃；

(3)将所述乳液进行搅拌，转速为1200r/min，同时加入凝聚剂碳酸铵，凝聚10min，析出氟橡胶胶粒；

(4)用温度为33℃的无离子水(氟橡胶胶粒与无离子水体积比为1:3)对所述氟橡胶胶粒进行洗涤，每次洗涤时间为5min，反复洗涤至洗涤后无离子水的电导率低于20μs/cm。

本实施例洗涤4次后无离子水的电导率降低至15μs/cm。洗涤后氟橡胶胶粒呈白色颗粒状，含水率为28％。

实施例5

本实施例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，包括如下步骤：

(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.12，得稀乳液；

(2)将所述稀乳液温度控制为55℃；

(3)将所述乳液进行搅拌，转速为800r/min，同时加入凝聚剂碳酸氢铵，凝聚9min，析出氟橡胶胶粒；

(4)用温度为30℃的无离子水(氟橡胶胶粒与无离子水体积比为1:3)对所述氟橡胶胶粒进行洗涤，每次洗涤时间为4min，反复洗涤至洗涤后无离子水的电导率低于20μs/cm。

本实施例洗涤4次后无离子水的电导率降低至18μs/cm。洗涤后氟橡胶胶粒呈白色颗粒状，含水率为30％。

对比例1

本对比例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，与实施例1相比，区别仅在于，所述步骤(1)中，调节所述乳液的比重为1.02。

对比例2

本对比例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，与实施例1相比，区别仅在于，所述步骤(1)中，调节所述乳液的比重为1.2。

对比例3

本对比例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，与实施例1相比，区别仅在于，所述步骤(3)中，搅拌转速为400r/min。

对比例4

本对比例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，与实施例1相比，区别仅在于，所述步骤(2)中，控制所述稀乳液的温度为20℃。

对比例5

本对比例提供了一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，与实施例1相比，区别仅在于，所述步骤(4)中，洗涤水温度为15℃。

本对比例的破乳时间与实施例1一致，但后期由于洗涤水温低于18℃后，胶粒变脆，且由于洗涤伴有搅拌，导致较脆的胶粒之间碰撞，胶粒颗粒变小。

检测各实施例和对比例的完全破乳时间以及洗涤水电导率，结果如表1所示。

表1：对比结果

由以上结果可知，采用本发明所述的方法，洗涤4～5次即可达到要求，对比例2、对比例3和对比例4中的方法，即便洗涤7次，也无法达到要求。虽然对比例1和对比例5中的方法洗涤7次后其导率即可小于20us/cm，但是由于氟橡胶胶粒粒径较小，在洗涤的过程中容易堵塞滤布，同时洗涤后的橡胶颗粒含水率为53％，不利于后续的干燥。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，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 (10)

1.一种氟橡胶乳液的凝聚洗涤方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.05～1.12，得稀乳液；

(2)控制所述稀乳液温度为35～65℃；

(3)对步骤(2)所得稀乳液进行搅拌的同时加入凝聚剂，析出氟橡胶胶粒，所述搅拌的转速为500～1200r/min；

(4)对所述氟橡胶胶粒进行洗涤，所述洗涤采用去离子水，水温为20～35℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)调节氟橡胶乳液的比重为1.08～1.09。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，控制所述稀乳液温度为38～40℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述搅拌的转速为900～1100r/min。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述凝聚剂为氯化镁、氯化钠、硫酸铝钾、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凝聚剂的用量为氟橡胶乳液中固含量的1～5％。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述洗涤进行多次，每次洗涤的时间为1～10min。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每次洗涤的时间为2～8min。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，每次洗涤时氟橡胶胶粒与去离子水的体积比为1:(2～3)。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)用去离子水调节氟橡胶乳液的比重为1.08～1.09，得稀乳液；

(2)控制所述稀乳液温度为38～40℃；

(3)对步骤(2)所得稀乳液进行搅拌，转速为900～1100r/min，同时加入凝聚剂，凝聚氟橡胶乳液，析出氟橡胶胶粒；

(4)采用20～30℃的去离子水对所述氟橡胶胶粒进行洗涤。