DE2837107C3

DE2837107C3 - Wäßrige Tetrafluoräthylenpolymer-Dispersion

Info

Publication number: DE2837107C3
Application number: DE2837107A
Authority: DE
Inventors: Robert Freeland Washington W.Va. Richter (V.St.A.)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1977-08-24
Filing date: 1978-08-24
Publication date: 1980-10-23
Also published as: US4169087A; DE2837107B2; JPS5445355A; NL7808702A; FR2401189B1; EP0005697A1; DE2837107A1; CA1120168A; GB2003168A; GB2003168B; FR2401189A1

Description

Die Erfindung betrifft eine wäßrige Dispersion von Tetrafluoräthylen-Polymeren mit steuerbarer Viskosität.

In der US-PS 38 30 770 werden anorganische Elektrolyte zur Verdickung von wäßrigen Dispersionen von Polytetrafluoräthylen verwendet. Die Eindickung von wäßrigen Dispersionen, d. h. die Erhöhung der Viskosität der Dispersionen, führt man gewöhnlich durch, um die Stabilität der Dispersionen, insbesondere während der Lagerung zu unterstützen. Insbesondere hilft die Eindickung der Dispersionen zur Verzögerung des Absetzens verschiedener Bestandteile, wie inerter Füllstoffmaterialien.

Der Zusatz eines anorganischen Elektrolyten zu einer derartigen Dispersion führt zur Steigerung der Viskositat der Dispersion und bewirkt so ihre Eindickung. Wurde bisher eine Dispersion eingedickt, so konnte die Viskosität nur durch Zusatz von Wasser verringert werden. Der Zusatz von Wasser führt zur Verdünnung der Dispersion und bewirkt eine Konzentrationsänderung der Bestandteile. Da viele Anwendungszwecke die Anwendung gleichmäßiger Dispersionsansätze erfordern, wäre es günstig, die Viskosität einer Dispersion verringern zu können, ohne das Volumen (d. h. die Konzentration) zu verändern.

Aus der DE-OS 23 28 057 ist eine füllstoffhaltige wäßrige Tetrafluoräthylenpolymerdispersion bekannt, welche ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel sowie einen Elektrolyt enthält. Der Elektrolyt dient dazu, der Dispersion eine bestimmte lonenstärke zu verleihen. Als Elektrolyte eignen sich anorganische wasserlösliche Säuren, Basen und Salze, wobei Natriumphosphat jedoch nicht erwähnt wird.

Nunmehr wurde gefunden, daß bei Verwendung eines bestimmten Natriumphosphats als anorganischer Elekiroiyt zur Erhöhung der Viskosität der Dispersion die Viskosität anschließend durch Zusatz geringer Mengen bestimmter anderer fester anorganischer Elektrolyte verringert werden kann. Da zu der eingedickten Dispersion keine Flüssigkeit gefügt wird, wird die Viskosität verringert, ohne das Volumen der Dispersion wesentlich zu verändern.

Die Erfindung wird durch die Patentansprüche wiedergegeben.

Das erfindungsgemäß verwendete Tetrafluoräthylenpolymere gehört zur Klasse der nicht aus der Schmelze verarbeitbaren Tetrafluoräthylenpolymeren, im Gegensatz zu den niedrigerschmelzenden, aus der Schmelze verarbeitbaren Tetrafluoräthylenpolymeren. Der Unterschied zwischen diesen Tetrafluoräthylenpolymerklassen kann durch die Schmelzviskosität bestimmt werden. Nicht aus der Schmelze verarbeitbare Polymere weisen hohe Schmelzviskositäten (z. B. von 1 χ 10⁹ Poise oder darüber) bei 380⁰C auf, wohingegen die aus der Schmelze verarbeitbaren Polymeren wesentlich geringere Schmelzviskositäten besitzen, z. B. in der Größenordnung von 1 χ 10⁴ bis 1 χ 10⁶ Poise. Die Schmelzviskosität des Polymeren hängt zu einem großen Teil von der gegebenenfalls vorhandenen Menge an Comonomerem ab. Im allgemeinen ist die Schmelzviskosität um so geringer, je mehr Comonomeres vorhanden ist. Die Schmelzviskosität hängt auch von dem Molekulargewicht des Comonomeren ab. So umfassen die hier verwendeten nicht schmelzverarbeitbaren Tetrafluoräthylenpolymeren Polytetrafluoräthylen und Copolymere des Tetrafluoräthylens mit verschiedenen perfluorierten äthylcnisch ungesättigten

jo Monomeren, die in einer Menge vorhanden sind, welche keine Schmelzviskosität des resultierenden Copolymeren unter 1 χ 10⁹ Poise bei 380⁰C ergibt. Eine bevorzugte Klasse von äthylenisch ungesättigten Monomeren sind die Perfluoralkylvinyläther mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen. Im allgemeinen kann das Copolymere bis zu zwischen 0,1 bis 0,5 Gew.-^u/o dieser Comonomeren enthalten, bevor die Schmelzviskosität unter 1 χ 10⁹ Poise absinkt. Die maximale Menge hängt von dem Molekulargewicht des Comonomeren ab. Für Perfluorpropylvinyläther liegt die obere Grenze bei etwa 0,5%. Diese Grenze wird geringer, wenn das Molekulargewicht des Äthers ansteigt. Eine weitere bevorzugte Klasse sind die Perfluor-(endständig-ungesättigten-Olefine) mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen. Im

4> allgemeinen kann das Copolymere bis zu zwischen 0,5 und 2,5 Gew.-% dieser Comonomeren enthalten, bevor die Schmelzviskosität unter 1 χ 10⁹ Poise absinkt. Wieder hängt die maximale Menge von dem Molekulargewicht des Comonomeren ab. Für Hexafluorpropylen liegt die obere Grenze bei etwa 2,5%. Diese Grenze wird niedriger, wenn das Molekulargewicht des Olefins größer wird.

Die hier verwendeten Tetrafluoräthylenpolymeren werden mehr durch die präparative Methode in wäßriger Dispersion als durch die Suspensionspolymerisationsmethode hergestellt. Bei der wäßrigen Dispersionsmethode wird eine Dispersion des Polymeren erhalten durch Polymerisation in einem wäßrigen Medium, das ein Dispergiermittel, wie beispielsweise

bo 0,2—0,8 Gew.-% (bezogen auf Wasser) Ammonium-polyfluorcarboxylat mit 7 — 10 Kohlenstoffatomen enthält, unter Bildung einer Dispersion der Tetrafluoräthylenpolymerteilchen in Wasser. Diese Teilchen sind im wesentlichen rund und weisen einen durchschnittlichen

h5 Durchmesser im allgemeinen im Bereich von 0,1— 0,5 μίτι auf; die Polymerkonzentration ist nicht kritisch, liegt jedoch im allgemeinen zwischen 45 und 75 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Dispersion

R'[O(A)„HL

worin (A)_n die Gruppe

10

(Polytetrafluorethylen plus Wasser plus nichtionisches oberflächenaktives Mittel). Die bevorzugte Tetrafluoräthylen-Polymerkonzentraiion in der Dispersion beträgt 55—65%, bezogen auf das Gewicht der Dispersion. Der pH-Wert der Dispersion kann, falls gewünscht, auf mindestens 7 eingestellt werden durch Zusatz einer basischen Verbindung, um den Korrosionsangriff auf Metalloberflächen auf ein Minimum herabzusetzen. Bei der Koagulation wird das resultierende Pulver gewöhnlich in der Literatur als »feines Pulver« bezeichnet (andererseits wird das bei der Suspensionspolymerisation erhaltene Pulver gewöhnlich als »granuläres« Harz bezeichnet).

Das nichtionische oberflächenaktive Mittel ist in der Dispersion in einer Menge von 3 bis 11 Gew.-% des Polymeren vorhanden. Das oberflächenaktive Mittel bzw. Benetzungsmittel trägt dazu bei die Polymerteilchen in der Dispersion suspendiert zu halten. Erhöht man den Gehalt an oberflächenaktivem Mittel auf über etwa 11 %, so weist das aus der Dispersion erhaltene gesinterte oder geschmolzene Produkt eine deutlich bräunliche Färbung auf. Ist es erwünscht, diese Verfärbung auf ein Minimum herabzusetzen, so kann eine Konzentration an oberflächenaktivem Mittel verwendet werden, die dem Wert von 5 Gew.-°/o so nahe wie möglich kommt Wird die Konzentration der Polymerfeststoffe in der zu verdickenden Dispersion von 60 Gew.-% verringert, so sind größere Mengen des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels erforderlich, um die Eindickung ohne Koagulation des Polymeren zu unterstützen. Eine bevorzugte Menge an oberflächenaktivem Mittel liegt bei 5—8Gew.-%.

Bei dem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel handelt es sich um eines, das in Wasser bei Raumtemperatur (20—25°C) bei der gewünschten Konzentration löslich ist Das oberflächenaktive Mittel kann zusammengesetzt sein aus einem einzigen nichtionischen oberflächenaktiven Mitte! oder einem Gemisch von nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln. In typischer Weise werden die nichtionischen oberflächenaktiven Mittel hergestellt als Reaktionsprodukte von Äthylenoxid, das dem oberflächenaktiven Mittel einen hydrophilen Rest verleiht, mit anderen Verbindungen, die dem oberflächenaktiven Mittel hydrophobe Reste verleihen, wie Propylenoxid, Amine, gesättigte und ungesättigte aliphatische Alkohole und aliphatische Säuren und Alkylphenole. Zur Veranschaulichung werden Beispiele für einige der vorstehend erwähnten nichtionischen oberflächenaktiven Mittel durch die folgende Formel dargestellt:

25

30

35 2—50 und vorzugsweise von 2—18 darstellt, b eine ganze Zahl von 0—30 bedeutet und a eine ganze Zahl von mindestens 2 bedeutet, a+b gleich π sind, χ eine ganze Zahl von 1, 2 oder 3 bedeutet; und R' eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet, die gesättigt oder ungesättigt, geradkettig, verzweigt oder cyclisch sein kann und im allgemeinen 8—24 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 8—18 Kohlenstoffatome enthält; Beispiele für die Gruppen R umfassen Oleyl, Stearyl, Tridecyl, Lauryl, Decyj und die Gruppen, die sich von aliphatischen Glykolen undTriolen ableiten;

R²-C₆H₄O(B)_raH

worin B die Gruppe

-(C₂

oder ein Gemisch der Gruppen

und -(C₃H₆ O)₅-

darstellt, worin m in jedem Falle eine ganze Zahl von 2—50 und vorzugsweise von 8—20 darstellt, d eine ganze Zahl von 0—30 bedeutet, c eine ganze Zahl von mindestens 2 darstellt, c+d gleich m sind; R² eine einwertige aliphatische und gewöhnlich gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 4—20 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 8—12 Kohlenstoffatomen bedeutet;

R³
R⁴-NC(CH₂Ch₂O)₁₇HL

und

R³

R⁴ — CON[(CH₂CH₂O) H]

55

60

oder ein Gemisch der Gruppen

worin ρ eine ganze Zahl von 2—50 bedeutet; ζ eine ganze Zahl von 1 oder 2 darstellt; R⁴ eine Alkylgruppe mit 1—8 Kohlenstoffatomen bedeutet; R³ die Bedeutung hat von (CH₂CH₂O)PH, worin ζ die Bedeutung von 2 hat und eine Alkylgruppe mit 1 —8 Kohlenstoffatomen bedeutet, wenn ζ die Bedeutung von 1 hat; mit der Maßgabe, daß mindestens 5 Kohlenstoffatome durch R³+R⁴ bereitgestellt werden; die Polyalkylenoxid-Blockcopolymeren der Formel

HO(C₂H₄OUC₁H₆OV(C₂H₄O)₉H

—(C₂H₄Ofo— und —-(

darstellt, worin η in jedem Falle eine ganze Zahl von t>^r> ^"'rin feine ganze Zahl von 15—65 ist und eund /ganze z-ahlen sind, die ausreichend groß sind, so daß e+g insgesamt 20—90% des Gesamtgewichts des Polymeren ausmachen. Für jedes der oberflächenaktiven Mittel

der vorstehend beschriebenen Formeln liegen die Anteile der hydrophoben und hydrophilen Reste derart, und ist das Gesamtmolekulargewicht so beschaffen, daß das oberflächenaktive Mittel in Wasser löslich ist. Spezielle oberflächenaktive Mittel, die unter diese Formeln fallen, umfassen

CH₃(CH₂I₆CH₂(OCH₂Ch₂)JOH

CH,(CH₂)₁₀CH₂(OCH₂CH₂),₂(OCH(CH₃)CH₂)₅OH

CH₃(CH₂)₈CH₂(OCH₂CH₂)₁oOH

CH₃C(CHj)₂CH₂C(CHj)₂-<f ^-(OCH,CH₂)₁₀OH (in den nachstehenden Beispielen verwendet)

Die erfindungsgemäß verwendbaren Natriumpolyphosphate werden durch das stöchiometrische Verhältnis ihrer Oxide definiert, d. h. das Verhältnis von Na₂O zu P₂O₅- Erfindungsgemäß brauchbare Phosphate sind solche, in denen das Verhältnis von Na₂O zu P2O5 im Bereich von 1,05 :1 bis 1,2 :1 liegt

Bezüglich derartiger Polyphosphate vergleiche Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. X (1953), Seite 404. Das Phosphat ist in der Dispersion in einer Menge zwischen 0,2—90 g/kg Dispersion vorhanden. G°gebenenfalls können 0,2—13 g/kg Dispersion verwendet werden. Das Phosphat kann entweder in fester (Pulver oder Granulat) Form oder in wäßriger Lösung zugesetzt werden.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersio- r> nen wird das Phosphat einfach zugesetzt, gewöhnlich durch Einrühren, zu einer bzw. in eine wäßrige Dispersion des Polymeren und des oberflächenaktiven Mittels. Weder die Temperatur noch der Druck sind bei der Herstellung kritisch. Während der Zugabe erhöht sich die Viskosität der Dispersion wegen des Vorhandenseins des Phosphats. Vorzugsweise wird ausreichend Phosphat zugesetzt zur Bildung einer Dispersion mit einer Viskosität von mindestens 50 cP, insbesondere von 50 bis 500 cP.

Die Anwendung des vorstehend definierten PoIyphosphats ist für die Erfindung kritisch; nur bei Verwendung dieses Polyphosphats zum Verdicken der Dispersion kann die Dispersion durch bloße Zugabe eines bestimmten anorganischen Elektrolyten verdünnt werden. Gewöhnlich erhöht die Zugabe von anorganischen Elektrolyten die Viskosität von Dispersionen von Tetrafluoräthylenpolymeren, und der Zusatz von weiteren, jedoch verschiedenen anorganischen Elektrolylen erhöht die Viskosität weiter. Werden jedoch derartige Dispersionen zu Beginn mit einem wie hier definierten Natriumpolyphosphat verdickt, so führt der Zusatz bestimmter anorganischer Elektrolyte überraschenderweise zu einer Verringerung der Viskosität. Anorganische Elektrolyte, die auf diese Weise die fco Viskosität verringern ■vciiiicßen die Nitrate der Kationen der Gruppe HA (des Periodensystems der Elemente), Fe, Co, Ni und Al ein. Andere anorganische Elektrolyte, welche die Viskosität verringern, sind z. B. Calciumacetat, Bariumacetat, Strontiumacetat und Bari- b^r> umhydroxid. In den meisten Fällen verringern diese Elektrolyte die Viskosität nur so lange, wie ihre Konzentration in der Dispersion unter etwa 1 g pro 454 g Dispersion liegt Ober dieser Konzentration neigen die Elektrolyte zu einer Erhöhung der Viskosität. Weder die Temperatur noch der Druck sind während des Zusatzes dieser Elektrolyte kritisch. Die Elektrolyte werden einfach in die Dispersion eingerührt, um die Dispersionsviskosität zu verringern.

Die Vorteile der Erfindung stellt man bei der Lagerung, beim Transport und der Anwendung der Dispersionen fest Die Erhöhung der Viskosität erhöht die Stabilität der Dispersion gegen das Absetzen der Bestandteile. Sind die Dispersionen bereit für ihre Endanwendung, gewöhnlich als Überzugsmaterialien auf Geweben bzw. Stoffen und Dichtungen, so können sie direkt verwendet werden oder können durch Zusatz eines anorganischen Elektrolyten, wie später beschrieben, verdünnt werden.

Die Erhöhung der Stabilität gegen das Absetzen der Bestandteile ist besonders vorteilhaft, wenn ein inertes Füllmaterial in der Dispersion vorhanden ist. Füllstoffe, die in Tetrafluoräthylenpolymerdispersionen verwendet werden, sind gewöhnlich teilchenförmige Feststoffe, die in der Dispersion unlöslich sind. Die Füllstoffe liegen im allgemeinen in einem Größenbereich von 10 — 70 μΐη (mittlere Größe, bezogen auf das Gewicht, gemessen mit einer Mikromerograph-Vorrichtung). Im Gegensatz hierzu liegen die Polymerteilchen in der Dispersion in kolloidaler Größe, gewöhnlich von etwa 0,1-0,5 μιη-Größe vor.

Aufgrund der hohen Größen der Füllstoffe neigen die Füllstoffteilchen zum Absetzen aus der Dispersion. Das Verdicken der Dispersion verzögert diesen Absetzvorgang. Beispiele für Füllstoffe umfassen anorganische, mineralische Füllstoffe, wie Diatomeenerde, Kalkstein, Talkum, Kohle, pulverisiertes Metall, Glasperlen und Mineralfasern. Gegebenenfalls vorhandene Füllstoffe nehmen gewöhnlich 20 — 40%, bezogen auf das Gewicht der Dispersion, ein.

Die erfindungsgemäßen Dispersionen, die mit Natriumpolyphosphaten verdickt wurden, weisen eine verbesserte Lagerungsstabilität im Vergleich mit bekannten Dispersionen bei vergleichbaren Viskositäten auf, beispielsweise mit solchen, die mit Ba(NO3)2 eingedickt wurden. Nach etwa sechs Monaten war die mit Ba(NO₁^ eingedickte Dispersion beträchtlich abgesetzt, wohingegen nach etwa neun Monaten die mit Natriumphosphat eingedickte Dispersion keine wesentliche Absetzung aufwies.

Die Schmelzviskositäten der Tetrafluoräthylenpoly-

meren werden berechnet durch Messung der Kriechspannung eines gesinterten Stücks, das bei 380⁰C gehalten wurde. Insbesondere werden 12 g eines Formpulvers in eine Form von 7,6 cm Durchmesser zwischen Kautschukzulagescheiben (0,152 cm) und Papier-Trennvorricl .ungen eingebracht. Die Form wird anschließend 1 Stunde lang auf 100⁰C erwärmt. Anschließend wird langsam ein Druck auf die Form angelegt, bis ein Wert von 137,9 bar (140,6 kg/cm²) erreicht ist. Dieser Druck wird 5 Minuten lang κι eingehalten und anschließend langsam abgelassen. Nachdem die Probescheibe aus der Form entnommen wurde und von den Scheiben und Papierabstandhaltern getrennt wurde, wird sie 30 Minuten bei 380⁰C gesintert. Anschließend wird der Ofen auf 290" C in einer i^rj Geschwindigkeit von etwa I⁰C pro Minute gekühlt, und die Probe wird entnommen. Man schneidet ein von Rissen freies Silber-Rechteck von 0,152-0,165 cm Breite, 0,152 — 0,165 cm Dicke und mindestens 6 cm Länge zu. Die Dimensionen werden genau gemessen, und die Querschnittsfläche wird berechnet. Die Silberprobe wird an jedem Ende an Quarzstäbe durch Umhüllen mit einem mit Silber beschichteten Kupferdraht befestigt. Der Abstand zwischen den Umhüllungen beträgt 4,0 cm. Diese Quarzstab-Proben-Anordnung wird in einen säulenförmigen Ofen eingebracht, in dem 4 cm Testlänge auf eine Temperatur von 380±2°C erwärmt werden. Anschließend wird an den unteren Quarzstab ein Gewicht befestigt, so das das von der Silberprobe getragene Gesamtgewicht etwa 4 g beträgt, jn Man erhält die Messungen der Dehnung gegen die Zeit, und der beste Durchschnittswert für das Kriechausmaß wird im Zeitraum zwischen 30 und 60 Minuten gemessen. Die spezifische Schmelzviskosität, die man besser scheinbare Schmelzviskosität nennt, wird be- j-, rechnet aus der Gleichung

, app =

di)A,

jj_app = (scheinbare) Schmelz-Scherungs-Viskosität, Poise

W = Zugbelastung an der Probe, g
L, = Länge der Probe (bei 380⁰C) cm (4.32 cm)
g = Gravitationskonstante, 980 cm/sec²
(dL,/dt)= Dehnungsausmaß der Probe unter Belastung = Auftrag des Dehnungsgefälles gegen die

Zeit, cm/sec
A₁ = Querschnittsfläche der Probe (bei 380⁰C).

crn- 'die Fläche erhöht sich um 37% bei 380" C gegenüber der bei Raumtemperatur).

Die Viskositäten der hier beschriebenen wäßrigen Dispersionen werden gemessen unter Anwendung eines Brookfield-Viskosimeters (Modell LVT). das bei 60 UpM bei 25⁼C unter Verwendung einer Spindel Nr. 2 betrieben wurde. Die Spindel wird in die Dispersion eingetaucht, und das Viskosimeter wird eingeschaltet und eine Minute bis zur Gleichgewichtseinstellung betrieben, bevor die Ablesung erfolgt. Die Ablesungen wurden dreifach vorgenommen, und es wurde ein Mittelwert ermittelt. Der Mittelwert wurde mit 5 multipliziert, um die Viskosität in cP zu erhalten.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. In den Beispielen wird als oberflächenaktives Mittel stets das vorgenannte p-Alkylderivat eines polyoxyäthylensubstituierten Phenols verwendet.

Beispiel 1

Eindickungseffekt von Natriumpolyphosphat mit
einem NajO : P2O5-Verhältnis von 1,15 zu 1

Teil A

In 374,6 g Polytetrafluoräthylenhomopolymer-Dispersion (Polymerschmelzviskosität über IxIO⁹ Poise bei 38O⁰C), enthaltend 70,9% Feststoffe und 4,0% (bezogen auf das Polymere) des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels, wurden 75,5 g entmineralisiertes Wasser gefügt (das zur Konzentrationseinstellung ohne Verunreinigungen einzubringen, verwendet wurde). Anschließend wurde diese Dispersion auf 35° C erwärmt, es wurden 3,41 g des oberflächenaktiven Mittels zugesetzt, und die Dispersion wurde 5 Minuten bis zur völligen Auflösung des oberflächenaktiven Mittels gerührt. Die Dispersion wurde anschließend auf Raumtemperatur (22°C) gekühlt. Die Dispersion enthielt 58,5% Feststoffe und 5,5% des oberflächenaktiven Mittels. Es wurde ihre Viskosität bestimmt.

Diese Dispersion wurde unter Verwendung eines Rührers vom Propellertyp gerührt mit einer Geschwindigkeit, die dazu geeignet war, die Bestandteile zu vermischen, ohne Luft in die Dispersion einzuschlagen. Zu dieser gerührten Dispersion wurden 0,2 g eines Gemisches von Natriumpolyphosphat mit einem Na2Ü : P2O5-Verhältnis von 1,15 zu 1 und Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat als Puffer gegeben. Es wurde weitere 5 Minuten gerührt, bevor die Viskosität gemessen wurde. Der Zusatz von 0,2 g des Gemischs wurde neunmal wiederholt. Nach jedem Zusatz wurde die Viskosität gemessen. Anschließend wurde die Zugabe auf 0,4 g erhöht, und der Vorgang wurde viermal wiederholt. Nach jedem Zusatz wurde die Viskosität gemessen.

Die Viskosität der ursprünglichen Dispersion und die Viskosität gemessen nach jedem Zusatz von Phosphat ergab sich wie folgt:

60

Vorhandene	Viskosität
Natrium phosphat
menge
(g!	(cP)
0	12
0,2	10
0.4	12
0,6	12
0,8	22
1.0	45
1,2	73
1,4	100
1,6	125
1,8	140
2,0	160
2,4	185
2,8	205
3.2	223
3.6	241

Teil B

10

Zu einer Polytetrafluoräthylenhomopolymer-Dispersion (454 g) (gleich der in Teil A verwendeten, mit der Ausnahme, daß sie 55,0% Feststoffe und 5,16% des ^ri nichtionischen oberflächenaktiven Mittels enthielt) wurden 8,0 g Natriumpolyphosphat mit einem Na2 : PiOi-Verhältnis von 1,15 zu 1 (in Form des obigen pufferhaltigen Gemisches) gegeben. Die Bestandteile wurden gerührt. Die Viskosität stieg auf 155 cP an. Zwei weitere Zugaben von Natriumpolyphosphat (Na₂O : P₂O-,-Verhältnis 1,15) (0,7 bzw. 0,8 g) führten zu Viskositäten von 177 bzw. 205 cP. Der Zusatz von weiteren 20 g Natriumpolyphosphat (Na₂O : P₂Os-Verhältnis 1,15) zu der eingedickten Dispersion führte zu einer Viskosität von 1600 cP. Die Gesamtmenge an Natriumpolyphosphat, die zugesetzt wurde, betrug etwa 65 g/kg Dispersion.

Beispiel

Verdünnungseffekt von Ba(NOi)? auf eine mit Natriumphosphat/Siliciumdioxid gefüllte

eingedickte Dispersion

Eine Polytetrafluoräthylenhomopolymer-Dispersion (454 g) mit einem Gehalt an 61% Gesamtfeststoffen, wobei 20% der 61% aus Siliciumdioxid bestanden (in der Form von Siliciumdioxid in der Größenordnung von μιη), 6,25% des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels und ausreichend Natriumpolyphosphat mit einem NaO : PiOi-Verhältnis von 1,15 zu 1 (in Form des vorgenannten pufferhaltigen Gemisches) zur Erzielung einer Viskosität von 135 cP wurden in einen Behälter eingebracht und mit einem Rührblatt vom Propellertyp mit einer Geschwindigkeit gerührt, die gerade ausreichte, um die Bestandteile zu bewegen. Zu der Dispersion wurden 0,2 g Ba(NOj)₂ zugefügt, und das Gemisch jo wurde weitere 5 Minuten gerührt, bevor die Viskosität gemessen wurde. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis insgesamt 1.6 g Ba(NOi)₂ zu der Dispersion zugefügt waren.

Die Viskosität der ursprünglichen Natriumpolyphos- r> phat enthaltenden Dispersion und die Viskosität, gemessen nach jeder Zugabe von Bariumnitrat sind im folgenden aufgeführt:

Vorhandene Burium-	Viskosität
Nitralmenge
(g)	(cP)
0	135
0,2	118
0,4	105
0,6	95
0,8	95
1,0	95
1,2	97
1,4	100
1,6	112

Beispiel

Eindickungswirkung einer einen Glasperlfüllstoff enthaltenden Dispersion und Verdünnungseffekt von B(NO)

Eine Dispersion von Polytetrafluoräthylenhomopolymerem, enthaltend 71,6% Feststoffe und 2,96% des oberflächenaktiven Mittels wurde bereitet. Zu 2283 g dieser Dispersion wurden 441 g entmineralisiertes Wasser und 54,6 g des oberflächenaktiven Mittels gegeben. Nach Zusatz von 2,5 g Natriumpolyphosphat (in Form des obigen pufferhaltigen Gemisches) mit einem Na₂O : P2O5-Verhältnis von 1,15:1 und 390 g Glasperlen mit einer durchschnittlichen Perlgröße,

45 bezogen auf das Gewicht, von etwa 29 — 30 μηι wurde die Viskosität als 180 cP gemessen. Zu 227 g der eingedickten Dispersion wurden 0,2 g Ba(NOj)₂ gefügt. Die Dispersion wurde 5 Minuten gerührt, um das Salz zu lösen, und die Viskosität wurde gemessen. Das Ba(NO₃)₂ wurde 4ma! in Mengen von jeweils 1,0 g zugefügt. Die Viskosität nach jeder Zugabe ist in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Insgesamt zugesetztes	Viskosität
Ba(NO₃),
(g)	(cP)
0,0	180
0,2	145
0,4	145
0,6	185
0,8	210
1,0	230

Mit anderen anorganischen Elektrolyten, die in der vorliegenden Beschreibung als Verdünnungszusätze erwähnt wurden, erhält man ähnliche Verdünnungsergebnisse wie bei der Verwendung von Ba(NOj)₂.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß bisher der einzig praktizierbare Weg zur Verringerung der

I 28 37 107

P 11 12

I.' Viskosität einer ionisch eingedickten Tetrafluoräthylen- die Tetrafluoräthylenpolymerdispersion ein Natriumpo-

!; polymerdispersion in der Verdünnung mit Wasser lag. lyphosphat enthält, in dem das Verhältnis von Na₂O zu

Hierdurch wird der Feststoffgehalt verringert, was zu P₂O₅ 1,05 : 1 bis 1,2 : 1 beträgt, die Viskosität der

einer unerwünschten Wirkung auf die folgende Verar- Dispersion durch Zusatz bestimmter anorganischer

; beitung führen kann. Es wurde nun gefunden, daß, falls ί Electrolyte verringert werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Wäßrige Dispersion, bestehend aus Wasser, Tetrafluoräthylenpolyiaerem mit einer Schmelzviskosität von mindestens IxIO⁹PoISe bei 380⁰C, nichtionischem oberflächenaktivem Mittel und Elektrolyt sowie gegebenenfalls einem inerten Füllstoff, wobei der Anteil des Tetrafluoräthylenpolymeren 45 bis 75 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewicht des Wassers, Polymeren und oberflächenaktiven Mittels, und der Anteil des oberflächenaktiven Mittels 3 bis 11 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polymeren, betragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion pro kg 0,2 bis 90 g eines Natriumpolyphosphats mit einem Na2O/P20s-Molverhältnis zwischen 1,05 :1 und 1,2 :1 als Elektrolyt enthält.

2. Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Natriumpolyphosphats 0,2 bis 13 g pro kg Dispersion beträgt.

3. Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tetrafluoräthylenpolymere Polytetrafluorethylen ist.