JPH0820611A - Method for concentrating aqueous emulsion of fluoropolymer - Google Patents

Method for concentrating aqueous emulsion of fluoropolymer

Info

Publication number
JPH0820611A
JPH0820611A JP6180481A JP18048194A JPH0820611A JP H0820611 A JPH0820611 A JP H0820611A JP 6180481 A JP6180481 A JP 6180481A JP 18048194 A JP18048194 A JP 18048194A JP H0820611 A JPH0820611 A JP H0820611A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous emulsion
fluoropolymer
electrolyte
exchange membrane
ion exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6180481A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2743252B2 (en
Inventor
Masatsune Ogura
正恒 小倉
Shizuo Chiba
静男 千葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chemours Mitsui Fluoroproducts Co Ltd
Original Assignee
Du Pont Mitsui Fluorochemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Du Pont Mitsui Fluorochemicals Co Ltd filed Critical Du Pont Mitsui Fluorochemicals Co Ltd
Priority to JP6180481A priority Critical patent/JP2743252B2/en
Publication of JPH0820611A publication Critical patent/JPH0820611A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2743252B2 publication Critical patent/JP2743252B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

PURPOSE:To concentrate an aqueous emulsion of a fluoropolymer with a small amount of a surfactant without aggregating polymer particles by transferring water from the aqueous emulsion of a fluoropolymer separated by ion exchange membranes to aqueous solutions of electrolytes. CONSTITUTION:An aqueous emulsion of a fluoropolymer exists in one zone of a device which has at least two zones for holding materials mutually separated by ion exchange membranes and an aqueous solution of an electrolyte exists in other zone. Water in the aqueous emulsion of the fluoropolymer is transferred through the ion exchange membranes to the zone of the solution of the electrolyte to concentrate the aqueous emulsion of the fluoropolymer. One of the ion exchange membranes is a cation exchange membrane and the electrolyte is an acid or a salt. The other ion exchange membrane is an anion exchange membrane and the electrolyte is a base or its salt. The acid (salt) electrolyte separated by the cationic exchange membrane exists in one side and the base (salt) electrolyte separated by the anionic exchange membrane, exists in the other side so as to sandwich the aqueous emulsion of the fluoropolymer in-between to provide the objective concentrating method. The exchange membrane is a filmy membrane or a tubular membrane.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はフルオロポリマー水性エ
マルジョンの濃縮方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for concentrating a fluoropolymer aqueous emulsion.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリテトラフルオロエチレン(以下PT
FEという)水性エマルジョンは、米国特許第2,55
9,752号に開示されているような乳化重合法、即ち
テトラフルオロエチレンを水溶性重合開始剤及びフルオ
ロアルキル基を疎水基とするアニオン系界面活性剤を含
む水性媒体中に圧入、重合させ該媒体中にPTFEのコ
ロイド粒子を生成させる方法によって製造される。かか
る方法によって得られる重合したままのPTFE水性エ
マルジョンの濃度は、一般に15〜45重量%である。
PTFE以外のフルオロポリマーの水性マルジョンもほ
ぼ同様な方法によって製造される。このようなエマルジ
ョンを金属基材への塗装、ガラス繊維への含浸などの用
途に用いる場合にはより高濃度(例えば60重量%程
度)のエマルジョンであることが要求される。一方、こ
のような重合したままの水性エマルジョン(以下原液と
いう)それ自体は比較的安定性に乏しく原液中の水分を
蒸発濃縮する際の沸騰、更には原液を移送する際のポン
ピング、計量に伴う機械的作用によりコロイド粒子が互
いに凝集し2次粒子を形成してエマルジョン破壊が発生
する。このため、前記用途に用いるにしても、濃縮又は
移送などの工程においても、殆どの場合P−アルキルフ
ェニルポリエチレングリコールエーテル(アルキル基の
炭素数は8〜10)の如きノニオン系界面活性剤でエマ
ルジョンの安定化を図っている。
2. Description of the Related Art Polytetrafluoroethylene (hereinafter PT
Aqueous emulsions called FE) are described in US Pat.
Emulsion polymerization method as disclosed in No. 9,752, that is, by press-fitting and polymerizing tetrafluoroethylene into an aqueous medium containing a water-soluble polymerization initiator and an anionic surfactant having a fluoroalkyl group as a hydrophobic group, It is produced by a method of producing colloidal particles of PTFE in a medium. The concentration of the as-polymerized PTFE aqueous emulsion obtained by such a method is generally 15 to 45% by weight.
Aqueous emulsions of fluoropolymers other than PTFE are also prepared in much the same way. When such an emulsion is used for coating metal substrates, impregnating glass fibers, etc., it is required that the emulsion has a higher concentration (for example, about 60% by weight). On the other hand, such an aqueous emulsion as it is polymerized (hereinafter referred to as "stock solution") itself has relatively poor stability and is accompanied by boiling when evaporating and concentrating the water in the stock solution, and further with pumping and metering when transferring the stock solution. The mechanical action causes the colloidal particles to aggregate with each other to form secondary particles, which causes emulsion breakage. For this reason, even when used for the above-mentioned purposes, in most cases, even in the process of concentration or transfer, an emulsion is carried out with a nonionic surfactant such as P-alkylphenyl polyethylene glycol ether (alkyl group has 8 to 10 carbon atoms). We are trying to stabilize.

【0003】現在知られている濃縮方法として、米国特
許第2,478,229号に開示されているアニオン系
界面活性剤法では、PTFE濃度が2〜8重量%の低濃
度エマルジョンに、例えばドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウムなどのアニオン系界面活性剤をPTFE重量
に対し5%程度加えて該エマルジョンを安定化し、次い
で多量の炭酸アンモニウム(例えばPTFE重量に対し
て1.7倍)を加え、界面活性剤を暫定的に不溶化させ
る。これによりPTFE粒子の多くは可逆的な凝集を起
こして沈降する。一方上層は上澄みとなる。この上澄み
を除き次いで下層部を冷却し炭酸アンモニウムを晶出さ
せ再び界面活性剤を可溶化させるとともに、PTFE粒
子を凝集状態から解放し、晶出した炭酸アンモニウム及
び少量の不可逆的に凝固したPTFE粒子を瀘別し、濃
縮液を得る方法である。この方法に見られるようなアニ
オン系界面活性剤を使用する方法は、アニオン系界面活
性剤を不溶化させるために多量の電解質(例えば炭酸ア
ンモニウム)を添加溶解させる際、PTFE粒子の一部
が不可逆的凝固を起こし、これがフルオロポリマーのロ
スとなるため現在では殆ど使用されていない。
As the currently known concentration method, in the anionic surfactant method disclosed in US Pat. No. 2,478,229, a low concentration emulsion having a PTFE concentration of 2 to 8% by weight, for example, dodecyl is used. Anionic surfactant such as sodium benzenesulfonate is added to the emulsion in an amount of about 5% based on the weight of PTFE to stabilize the emulsion, and then a large amount of ammonium carbonate (for example, 1.7 times based on the weight of PTFE) is added to the surface active agent. Is temporarily insolubilized. As a result, most of the PTFE particles undergo reversible aggregation and settle. On the other hand, the upper layer becomes a supernatant. After removing the supernatant, the lower layer is cooled to crystallize ammonium carbonate to solubilize the surfactant again, release the PTFE particles from the agglomerated state, crystallize ammonium carbonate and a small amount of irreversibly solidified PTFE particles. Is a method for obtaining a concentrated liquid. In the method using an anionic surfactant as seen in this method, when a large amount of electrolyte (for example, ammonium carbonate) is added and dissolved in order to insolubilize the anionic surfactant, a part of the PTFE particles is irreversible. It is currently rarely used because it causes coagulation, which results in a loss of fluoropolymer.

【0004】米国特許第3,037,953号に開示さ
れているノニオン系界面活性剤法では、PTFE濃度が
30〜50重量%のエマルジョンにノニオン系界面活性
剤、例えばP−ノニルフェノールポリエチレングリコー
ルエーテルをPTFE重量に対し6〜12重量%加えて
エマルジョンを安定化し、ついで少量の電解質を加えて
ノニオン系界面活性剤が曇点に達する50〜80℃まで
加温すると、PTFE粒子が沈降し上層部に上澄みがで
きる。この上澄みを除き、液温を常温に復することによ
り濃縮されたPTFEエマルジョンを得る方法である。
この方法に見られるようなノニオン系界面活性剤の曇点
を利用する方法は、エマルジョンを安定化するために必
要とされる量以上の界面活性剤を使用する欠点はあるも
のの、PTFE粒子が凝固を起こす可能性が少ないた
め、現在工業的にPTFE水性エマルジョンを濃縮する
ために使用されている唯一の方法である。
In the nonionic surfactant method disclosed in US Pat. No. 3,037,953, a nonionic surfactant such as P-nonylphenol polyethylene glycol ether is added to an emulsion having a PTFE concentration of 30 to 50% by weight. Stabilize the emulsion by adding 6 to 12% by weight relative to the weight of PTFE, and then add a small amount of electrolyte and heat to 50 to 80 ° C at which the nonionic surfactant reaches the cloud point, and the PTFE particles will settle in the upper layer. The supernatant can be formed. The supernatant is removed and the liquid temperature is returned to room temperature to obtain a concentrated PTFE emulsion.
The method utilizing the cloud point of the nonionic surfactant as seen in this method has a drawback in that the amount of the surfactant used is more than necessary for stabilizing the emulsion, but the PTFE particles are coagulated. Is the only method currently used to concentrate PTFE aqueous emulsions industrially because it is less likely to occur.

【0005】米国特許第4,369,266号に開示さ
れている限外濾過法は、PTFE水性エマルジョンを界
面活性剤の使用により安定化させた後、限外濾過膜でエ
マルジョン中の水を除去することにより濃縮する方法で
ある。この方法に見られるような限外濾過膜を使用する
方法は、PTFE水性エマルジョン中の水を限外濾過膜
を通して圧力により強制的に排出することになるため、
限外濾過膜がPTFE粒子により閉塞され易いという欠
点がある。これらの方法に共通する欠点は、除去された
水中に多量の界面活性剤を含むため、除去水をそのまま
廃棄することができないことである。また多量の界面活
性剤を廃棄することそれ自体が経済的に不利である。
The ultrafiltration method disclosed in US Pat. No. 4,369,266 is based on the stabilization of a PTFE aqueous emulsion by the use of a surfactant, and then the water in the emulsion is removed by an ultrafiltration membrane. It is a method of concentrating by doing. The method using an ultrafiltration membrane as seen in this method forces the water in the PTFE aqueous emulsion to be expelled by pressure through the ultrafiltration membrane.
There is a drawback that the ultrafiltration membrane is easily blocked by the PTFE particles. A common drawback of these methods is that the removed water cannot be directly discarded as it contains a large amount of surfactant in the removed water. Further, it is economically disadvantageous in itself to dispose of a large amount of surfactant.

【0006】蒸発濃縮法は希薄溶液を濃縮するために最
も一般的に用いられる方法ではあるが、PTFE水性エ
マルジョンのように安定性の悪いものの場合には、PT
FE粒子同士が凝集し2次粒子を形成することによりエ
マルジョン破壊が起こり易いという欠点がある。
Although the evaporative concentration method is the most commonly used method for concentrating a dilute solution, in the case of a poor stability such as a PTFE aqueous emulsion, PT is used.
There is a drawback that emulsion breakage is likely to occur due to aggregation of FE particles to form secondary particles.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、フルオロポリマー水性エマルジョンをフルオロポリ
マー粒子の凝集の恐れがなく濃縮することにあり、第2
の目的は前述の既存濃縮方法に比べ少量の界面活性剤を
使用しフルオロポリマー水性エマルジョンを濃縮するこ
とにあり、第3の目的はフルオロポリマー水性エマルジ
ョンを濃縮するために除去された水中に界面活性剤を含
まないことである。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to concentrate a fluoropolymer aqueous emulsion without fear of agglomeration of fluoropolymer particles.
The purpose of this is to concentrate the fluoropolymer aqueous emulsion by using a small amount of surfactant as compared with the above-mentioned existing concentration method, and the third purpose is to make the surfactant active in the water removed to concentrate the fluoropolymer aqueous emulsion. It does not contain a drug.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に関わるフルオロ
ポリマー水性エマルジョンの濃縮方法は、イオン交換膜
により互いに分離された少なくとも2つの区域を有する
装置の一方の区域にフルオロポリマー水性エマルジョ
ン、他方の区域に電解質を溶解した水溶液を存在せし
め、フルオロポリマー水性エマルジョン中の水分をイオ
ン交換膜を通して電解質溶液の区域に移動させることよ
りなる。
SUMMARY OF THE INVENTION A method of concentrating a fluoropolymer aqueous emulsion according to the present invention is a fluoropolymer aqueous emulsion in one zone of an apparatus having at least two zones separated from each other by an ion exchange membrane, the other zone. An aqueous solution in which an electrolyte is dissolved is allowed to exist, and water in the fluoropolymer aqueous emulsion is moved to the area of the electrolyte solution through the ion exchange membrane.

【0009】本発明を実施するために使用する装置の基
本的構成を添付図面により説明すると、図1に上方から
見た平面図、図2に図1のA−A線における断面図とし
て示すように、イオン交換膜1により互いに分離された
少なくとも2つの区域2(A室)及び3(B室)を有す
る装置の一方の区域、例えばA室にフルオロポリマー水
性エマルジョン、他方の区域、例えばB室に電解質を溶
解した水溶液を存在せしめる。フルオロポリマー水性エ
マルジョン中の水分をイオン交換膜を通して電解質溶液
の区域(B室)に移動し、A室内のフルオロポリマー水
性エマルジョンは濃縮される。
The basic structure of an apparatus used for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view seen from above, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. In one area of the device having at least two zones 2 (A-chamber) and 3 (B-chamber) separated from each other by an ion exchange membrane 1, for example A-chamber with fluoropolymer aqueous emulsion, the other zone, for example B-chamber. An aqueous solution in which an electrolyte is dissolved is allowed to exist. Moisture in the fluoropolymer aqueous emulsion is transferred through the ion exchange membrane to the area of the electrolyte solution (B chamber), and the fluoropolymer aqueous emulsion in the A chamber is concentrated.

【0010】本発明においてフルオロポリマーとは、テ
トラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンま
たはふっ化ビニリデンの重合体、或はこれらの共重合体
をいう。例えばポリテトラフルオロエチレン、テトラフ
ルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、
テトラフルオロエチレン・フルオロアルキルビニルエー
テル共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重
合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリふっ化ビ
ニリデン及びふっ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体などを挙げることができる。
In the present invention, the fluoropolymer means a polymer of tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene or vinylidene fluoride, or a copolymer thereof. For example, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer,
Examples thereof include tetrafluoroethylene / fluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene / ethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, poly (vinylidene fluoride) and vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer.

【0011】本発明において水性エマルジョンとは、平
均粒径が0.1〜0.3μのフルオロポリマーのコロイ
ド粒子を水中に1〜75重量%含むものを言う。コロイ
ド粒子の平均粒径は遠心沈降法により測定することがで
きる。本発明においては遠心沈降式粒度分布測定装置
(島津製作所製SA−CP4L)により測定された値を
示す。
In the present invention, the aqueous emulsion refers to an emulsion containing 1 to 75% by weight of fluoropolymer colloidal particles having an average particle diameter of 0.1 to 0.3 μm in water. The average particle size of the colloidal particles can be measured by the centrifugal sedimentation method. In the present invention, a value measured by a centrifugal sedimentation type particle size distribution measuring device (SA-CP4L manufactured by Shimadzu Corporation) is shown.

【0012】フルオロポリマー水性エマルジョンの乳化
安定剤はノニオン系界面活性剤であってもアニオン系界
面活性剤であってもよいが、アニオン系界面活性剤の場
合はカチオン交換膜と組み合わせて使用することによ
り、ノニオン系界面活性剤よりも一層確実に電解質溶液
への界面活性剤の移動を防止することができるため有利
である。
The emulsion stabilizer of the fluoropolymer aqueous emulsion may be either a nonionic surfactant or an anionic surfactant. In the case of an anionic surfactant, it should be used in combination with a cation exchange membrane. This is advantageous because it is possible to prevent the movement of the surfactant into the electrolyte solution more reliably than the nonionic surfactant.

【0013】アニオン系界面活性剤としては、アルキル
スルホン酸、アルキル硫酸、アルキルアリールスルホン
酸、アルキルアリール硫酸、高級脂肪酸の塩、燐酸アル
キルエステル又は燐酸アルキルアリールエステル、オキ
シアルキル化されたスルホン酸又はその塩、並びにスル
ホコハク酸のエステル又は塩が挙げられる。
Examples of the anionic surfactant include alkylsulfonic acid, alkylsulfuric acid, alkylarylsulfonic acid, alkylarylsulfuric acid, salts of higher fatty acid, phosphoric acid alkyl ester or phosphoric acid alkylaryl ester, oxyalkylated sulfonic acid or a salt thereof. Salts, as well as esters or salts of sulfosuccinic acid are mentioned.

【0014】又ノニオン系界面活性剤としては、例えば
米国特許第3,925,292号明細書に記載されてい
るものを挙げることができる。例として以下のものがあ
る。一般式、 R―Ph―O―(CH2 CH2 O)n H [式中Rは炭素数が4〜20のアルキル基、Phはフェ
ニル基、nは4〜20の数である]で表されるアルキル
フェノールポリエチレングリコールエーテル(但しエチ
レンオキサイド単位の一部分はプロピレンオキサイド単
位に代えられていてもよい)。一般式、 R−O−(CH2 CH2 O)n H [式中nは4〜20の数で、Rは4〜20個の炭素原子
を有するアルキル基である]で表される脂肪族アルコー
ルポリオキシエチレングリコールエーテル(但しエチレ
ンオキサイド単位の一部分はプロピレンオキサイド単位
に代えられていてもよい)。並びに一般式、 [式中xは2〜20、y10〜40、そしてzは2〜2
0の数である]で表されるエチレンオキサイド−プロピ
レンオキサイド−ブロック共重合体。またアミン類、特
に脂肪族アミンの、又はエチレンオキサイドの、又はエ
チレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの混合物を
有する非イオン系縮合生成物も使用できる。更に上記し
た化合物の混合物も使用することができる。
Examples of nonionic surfactants include those described in US Pat. No. 3,925,292. Examples include: Table by the general formula, R-Ph-O- (CH 2 CH 2 O) n H [ alkyl group wherein R is carbon atoms of 4 to 20, Ph is a phenyl radical, n is a number from 4 to 20] Alkylphenol polyethylene glycol ether (provided that part of the ethylene oxide units may be replaced with propylene oxide units). Formula, R-O- [the number of wherein n is 4-20, R is an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms] (CH 2 CH 2 O) n H aliphatic expressed by Alcohol polyoxyethylene glycol ether (however, a part of the ethylene oxide units may be replaced with propylene oxide units). And the general formula, [Wherein x is 2 to 20, y is 10 to 40, and z is 2 to 2]
It is a number of 0], the ethylene oxide-propylene oxide-block copolymer represented by. It is also possible to use nonionic condensation products having amines, especially aliphatic amines, or of ethylene oxide, or of mixtures of ethylene oxide and propylene oxide. It is also possible to use mixtures of the compounds mentioned.

【0015】これらの乳化安定剤は濃縮されるフルオロ
ポリマー水性エマルジョンに、該エマルジョン中のフル
オロポリマーの固形分重量に対して0.5〜12重量
%、好ましくは2〜8重量%、更に好ましくは2〜5重
量%の濃度で添加される。
These emulsion stabilizers are added to the concentrated fluoropolymer aqueous emulsion in an amount of 0.5 to 12% by weight, preferably 2 to 8% by weight, more preferably 2 to 8% by weight based on the weight of the solid content of the fluoropolymer in the emulsion. It is added at a concentration of 2-5% by weight.

【0016】イオン交換膜としてはスルホン化ポリスチ
レン−ジビニルベンゼン樹脂、フェノールスルホン酸樹
脂、第4級アンモニウム樹脂などの架橋構造を有するカ
チオン又はアニオン交換膜でも、スルホン酸基、カルボ
ン酸基などの官能基を有するフルオロポリマーのカチオ
ン交換膜であっても良い。イオン交換膜の形態としては
フィルム状のものでもチューブ状のものでもどちらでも
良く、特にチューブ状のものは透水のための膜面積を大
きく取れるため有利である。イオン交換膜は精密濾過
膜、限外濾過膜及び逆浸透膜に比べて機械的強度が低い
ため一般的に高い圧力をかけることができないが、フル
オロポリマー水性エマルジョンにかける圧力が高いほど
水の移動速度が速くなることは上記濾過膜を使用する場
合と同じである。
As the ion exchange membrane, a cation or anion exchange membrane having a cross-linking structure such as sulfonated polystyrene-divinylbenzene resin, phenol sulfonic acid resin, quaternary ammonium resin, or the like, or a functional group such as sulfonic acid group or carboxylic acid group can be used. It may be a cation exchange membrane of a fluoropolymer having. The form of the ion exchange membrane may be either a film form or a tube form, and the tube form is particularly advantageous because a large membrane area for water permeation can be obtained. Ion exchange membranes generally cannot apply high pressure because they have lower mechanical strength than microfiltration membranes, ultrafiltration membranes and reverse osmosis membranes. However, the higher the pressure applied to fluoropolymer aqueous emulsion, the more water moves. The increase in speed is the same as when using the filtration membrane.

【0017】電解質としてはカチオン交換膜を介して濃
縮を行う場合には酸、例えば硫酸、硝酸、塩酸、燐酸な
どの鉱酸及び酢酸、プロピオン酸、その他の有機酸又は
その塩を、またアニオン交換膜を介して濃縮を行う場合
には苛性ソーダ、苛性カリ、水酸化アンモニウムなどの
塩基及びその塩を用いることができる。
As the electrolyte, when concentration is carried out through a cation exchange membrane, acids such as mineral acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and acetic acid, propionic acid, other organic acids or salts thereof, and anion exchange are used. When the concentration is carried out via a membrane, a base such as caustic soda, caustic potash, ammonium hydroxide or a salt thereof can be used.

【0018】このように、イオン交換膜を介しフルオロ
ポリマー水性エマルジョンと電解質溶液とを存在させる
場合にはVan’t Hoffの法則により上記エマル
ジョンと上記溶液との間に電解質溶液を希釈する力、即
ち浸透圧が生じ水がイオン交換膜を通して電解質溶液側
に移動する。一方、電解質がアニオン、例えば硫酸、塩
酸などの酸である場合にはカチオン交換膜を使用するこ
とにより、また電解質がカチオン、例えば苛性ソーダ、
水酸化アンモニウムなどの塩基である場合にはアニオン
交換膜を使用することにより、電解質のフルオロポリマ
ー水性エマルジョン中への移動を遮断することができ
る。これはエマルジョンと溶液間の電解質の濃度差を維
持することに有効に働くと共に、エマルジョンの電解質
による汚染を防止するために有効である。但し、イオン
交換膜の種類によっては、電解質イオンのエマルジョン
中への移動を十分に阻止できないものがあるが、このよ
うな場合には、図3及び図4に示すように、電解質区域
(B室)に陽極4を置き、エマルジョン区域(A室)に
陰極5を置くことによって、例えば硫酸イオン又は塩素
イオンのエマルジョン区域への移動を防止することがで
きる。両電極間の電位差は限定的なものではなく、電解
質イオンのエマルジョン区域への移動を防止できる程度
のものであれば良く、水を電解する際に生じる水素・酸
素による危険性を防止する意味でも、またその経済性か
らも水の電解電圧よりも低いことが望ましい。前述のV
an’t Hoffの法則から予測される通り、水の移
動速度は電解質の濃度が高いほど速くなる。従って、電
解質濃度を高く維持することが望ましい。一方、温度は
水が沸騰する温度よりも低く保つべきである。水が沸騰
する温度ではフルオロポリマーのコロイド粒子が不安定
化し、凝集を起こすことがあるためである。望ましい温
度は50℃以下であり、この温度付近よりエマルジョン
の粘度が上昇し、水の移動速度が低下するためである。
特に粘度の上昇はエマルジョンの乳化安定剤としてノニ
オン系界面活性剤を使用した場合に著しい。
As described above, when the fluoropolymer aqueous emulsion and the electrolyte solution are present through the ion exchange membrane, the force for diluting the electrolyte solution between the emulsion and the solution according to Van't Hoff's law, that is, Osmotic pressure is generated and water moves to the electrolyte solution side through the ion exchange membrane. On the other hand, when the electrolyte is an anion, for example, an acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid, by using a cation exchange membrane, the electrolyte is a cation, for example, caustic soda,
In the case of a base such as ammonium hydroxide, the use of anion exchange membranes can block migration of the electrolyte into the fluoropolymer aqueous emulsion. This is effective in maintaining the difference in the concentration of the electrolyte between the emulsion and the solution, and is also effective in preventing the contamination of the emulsion with the electrolyte. However, depending on the type of ion exchange membrane, there are some that cannot sufficiently block the movement of electrolyte ions into the emulsion. In such a case, as shown in FIGS. 2) and the cathode 5 in the emulsion area (room A), it is possible to prevent migration of, for example, sulfate ions or chloride ions to the emulsion area. The potential difference between both electrodes is not limited, and it is sufficient that it can prevent the movement of electrolyte ions to the emulsion area, and also in the sense of preventing the danger of hydrogen and oxygen generated when electrolyzing water. Also, it is desirable that it is lower than the electrolysis voltage of water in view of its economical efficiency. V mentioned above
As predicted from an't Hoff's law, the migration rate of water increases as the electrolyte concentration increases. Therefore, it is desirable to keep the electrolyte concentration high. On the other hand, the temperature should be kept below the temperature at which water boils. This is because the fluoropolymer colloidal particles may become unstable and agglomerate at the temperature at which water boils. This is because the desirable temperature is 50 ° C. or lower, and the viscosity of the emulsion increases and the moving speed of water decreases from around this temperature.
In particular, the increase in viscosity is remarkable when a nonionic surfactant is used as an emulsion stabilizer of the emulsion.

【0019】本発明の方法においてはフルオロポリマー
水性エマルジョンが濃縮されるが、一方では電解質溶液
が希釈され、これが廃液となる。従って希釈された電解
質溶液を濃縮して再使用することが望ましい。このよう
な場合には、図3及び4に示されたA,B両室に希釈電
解質溶液を入れ、電解質が酸の場合にはアニオン交換膜
を、電解質が塩基の場合にはカチオン交換膜を使用し、
陽極4及び陰極5間に電流を流せば電解質が酸の場合に
は酸イオンがB室からA室へ移動し、A室側の電解質溶
液は濃縮され再使用が可能となる。一方、B室側の電解
質の溶液は酸イオンのA室への移動により非常に希薄な
電解質溶液となるため、これを中和して廃棄することが
できる。電解質が塩基の場合には、B室側が濃縮される
ことは言うまでもない。
In the process of the present invention, the fluoropolymer aqueous emulsion is concentrated, while the electrolyte solution is diluted, which becomes waste. Therefore, it is desirable to concentrate and reuse the diluted electrolyte solution. In such a case, a diluted electrolyte solution is placed in both chambers A and B shown in FIGS. 3 and 4, and an anion exchange membrane is used when the electrolyte is an acid, and a cation exchange membrane is used when the electrolyte is a base. use,
When a current is passed between the anode 4 and the cathode 5, when the electrolyte is an acid, the acid ions move from the B chamber to the A chamber, and the electrolyte solution on the A chamber side is concentrated and can be reused. On the other hand, the electrolyte solution on the B chamber side becomes a very dilute electrolyte solution due to the movement of the acid ions to the A chamber, and can be neutralized and discarded. It goes without saying that when the electrolyte is a base, the B chamber side is concentrated.

【0020】[0020]

【実施例1〜3】図1の装置を使用して実験を行った。
A室(内容積=高さ10cm×横10cm×縦5cm)
とB室(内容積=高さ10cm×横10cm×縦5c
m)の間には面積88cm2 の開口部があり、この開口
部はスルホン化フルオロポリマーのフィルム(商品名ナ
フィオン117)により閉ざされている。A室にはジオ
クチルスルホコハク酸ソーダで安定化した濃度43.8
%のPTFE水性エマルジョンを500mlを、B室に
は各種濃度の硫酸水溶液800mlを入れ4時間放置し
た。表1に示すように、硫酸の濃度が高いほど、A室か
らB室へ多くの水分が移動した。一方、少量の硫酸がB
室からA室へ移動した。PTFEのコロイド粒子及びジ
オクチルスルホコハク酸はB室より検出されなかった。
Examples 1 to 3 Experiments were conducted using the apparatus shown in FIG.
Room A (internal volume = height 10 cm x width 10 cm x length 5 cm)
And room B (internal volume = height 10 cm x width 10 cm x length 5 c
m) has an opening with an area of 88 cm 2 , which is closed by a film of sulfonated fluoropolymer (trade name Nafion 117). Concentration 43.8 stabilized with sodium dioctyl sulfosuccinate in room A
% PTFE aqueous emulsion (500 ml) and room B sulfuric acid aqueous solution (800 ml) were placed in the chamber B for 4 hours. As shown in Table 1, the higher the concentration of sulfuric acid, the more water moved from chamber A to chamber B. On the other hand, a small amount of sulfuric acid is B
Moved from room to room A. Colloidal particles of PTFE and dioctylsulfosuccinic acid were not detected in chamber B.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】[0022]

【実施例4〜6】実施例1と同じ装置を使用して実験を
行った。A室にはノニルフェノールポリエチレングリコ
ールエーテル(n=9)で安定化された各種濃度のPT
FE水性エマルジョン500mlを、B室には同じ濃度
の硫酸水溶液800mlを入れ4時間放置した。結果を
表2に示す。A室からB室への水分の移動はPTFEの
濃度には殆ど影響されなかった。またノニルフェノール
ポリエチレングリコールエーテルのA室からB室への移
動も見られなかった。
Examples 4 to 6 Experiments were conducted using the same apparatus as in Example 1. In chamber A, various concentrations of PT stabilized with nonylphenol polyethylene glycol ether (n = 9)
500 ml of an FE aqueous emulsion and 800 ml of a sulfuric acid aqueous solution having the same concentration were placed in the chamber B and left for 4 hours. Table 2 shows the results. The movement of water from room A to room B was hardly affected by the concentration of PTFE. In addition, transfer of nonylphenol polyethylene glycol ether from room A to room B was not observed.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】[0024]

【実施例7〜9】図3及び図4に示すように、図1及び
図2の装置のA室及びB室の両端に10cm×10cm
の鉛板を取り付け、A室を陰極、B室を陽極とした。A
室にジオクチルスルホコハク酸ソーダで安定化された濃
度44.0wt%のPTFE水性エマルジョン、B室に
は濃度26.4wt%の硫酸水溶液800mlを入れ,
両極間にそれぞれ1.5V,3.5V,4.5Vの電位
差をつけ放置した。なお両電極間の距離は12cmであ
った。結果を表3に示す。電位差が大きいほど、B室か
らA室への硫酸の移動は少なかった。一方、A室からB
室への水の移動は殆ど同じであった。PTFEコロイド
粒子及びジオクチルスルホコハク酸ソーダのA室からB
室への移動は認められなかった。
Embodiments 7 to 9 As shown in FIGS. 3 and 4, 10 cm × 10 cm at both ends of the chambers A and B of the apparatus of FIGS. 1 and 2.
The lead plate was attached, and the chamber A was used as the cathode and the chamber B was used as the anode. A
The chamber was filled with PTFE aqueous emulsion with a concentration of 44.0 wt% stabilized with sodium dioctyl sulfosuccinate, and the B chamber was filled with 800 ml of a sulfuric acid aqueous solution with a concentration of 26.4 wt%.
A potential difference of 1.5 V, 3.5 V, and 4.5 V was applied between both electrodes, and the electrodes were allowed to stand. The distance between both electrodes was 12 cm. The results are shown in Table 3. The greater the potential difference, the less migration of sulfuric acid from chamber B to chamber A. On the other hand, from room A to B
The transfer of water to the chamber was almost the same. Room A to B of PTFE colloidal particles and sodium dioctyl sulfosuccinate
No transfer to the room was allowed.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】[0026]

【発明の効果】フルオロポリマー水性エマルジョンをフ
ルオロポリマー粒子の凝集の恐れがなく濃縮することが
でき、安定剤として使用する界面活性剤も既存の濃縮方
法に比べ少量で良く、かつフルオロポリマー水性エマル
ジョンを濃縮するために除去された水中に界面活性剤を
含まないので排水処理が容易である。
EFFECT OF THE INVENTION The fluoropolymer aqueous emulsion can be concentrated without fear of aggregation of the fluoropolymer particles, and the amount of the surfactant used as a stabilizer may be smaller than that in the existing concentration method. Since the water removed for concentration does not contain a surfactant, wastewater treatment is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明で使用する装置を上方から見た平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view of an apparatus used in the present invention as seen from above.

【図2】図1に示した装置のA−A線における断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the device shown in FIG.

【図3】本発明で使用する電極を設けた装置を上方から
見た平面図である。
FIG. 3 is a plan view of an apparatus provided with an electrode used in the present invention as seen from above.

【図4】図3に示した装置のA−A線における断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of the device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 イオン交換膜 2 一方の区域(A室) 3 他方の区域(B室) 4 電極(陽極) 5 電極(陰極) 1 Ion Exchange Membrane 2 One Area (Room A) 3 Other Area (Room B) 4 Electrode (Anode) 5 Electrode (Cathode)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオン交換膜により互いに分離された少
なくとも2つの区域を有する装置の一方の区域にフルオ
ロポリマー水性エマルジョン、他方の区域に電解質を溶
解した水溶液を存在せしめ、フルオロポリマー水性エマ
ルジョン中の水分をイオン交換膜を通して電解質溶液の
区域に移動させることよりなるフルオロポリマー水性エ
マルジョンの濃縮方法。
1. A fluoropolymer aqueous emulsion is present in one zone of an apparatus having at least two zones separated from each other by an ion exchange membrane, and an aqueous solution containing an electrolyte is present in the other zone, and water in the fluoropolymer aqueous emulsion is present. A method of concentrating a fluoropolymer aqueous emulsion, which comprises transferring the fluoropolymer through an ion exchange membrane to an area of electrolyte solution.
【請求項2】 イオン交換膜がカチオン交換膜であり、
電解質が酸又はその塩である請求項1に記載のフルオロ
ポリマー水性エマルジョンの濃縮方法。
2. The ion exchange membrane is a cation exchange membrane,
The method for concentrating a fluoropolymer aqueous emulsion according to claim 1, wherein the electrolyte is an acid or a salt thereof.
【請求項3】 イオン交換膜がアニオン交換膜であり、
電解質が塩基又はその塩である請求項1に記載のフルオ
ロポリマー水性エマルジョンの濃縮方法。
3. The ion exchange membrane is an anion exchange membrane,
The method for concentrating a fluoropolymer aqueous emulsion according to claim 1, wherein the electrolyte is a base or a salt thereof.
【請求項4】 フルオロポリマー水性エマルジョンの区
域をはさみ、一方がカチオン交換膜で分離された酸又は
その塩を電解質とする区域であり、他方がアニオン交換
膜で分離された塩基又はその塩を電解質とする区域であ
る請求項1に記載のフルオロポリマー水性エマルジョン
の濃縮方法。
4. A region sandwiching a fluoropolymer aqueous emulsion, one of which has an acid or a salt thereof separated by a cation exchange membrane as an electrolyte, and the other of which has a base or a salt separated by an anion exchange membrane as an electrolyte. The method for concentrating a fluoropolymer aqueous emulsion according to claim 1, which is an area to be used.
【請求項5】 イオン交換膜がフィルム状膜である請求
項1に記載のフルオロポリマー水性エマルジョンの濃縮
方法。
5. The method for concentrating a fluoropolymer aqueous emulsion according to claim 1, wherein the ion exchange membrane is a film-shaped membrane.
【請求項6】 イオン交換膜がチューブ状膜である請求
項1に記載のフルオロポリマー水性エマルジョンの濃縮
方法。
6. The method for concentrating a fluoropolymer aqueous emulsion according to claim 1, wherein the ion exchange membrane is a tubular membrane.
JP6180481A 1994-07-11 1994-07-11 Method for concentrating aqueous fluoropolymer emulsion Expired - Fee Related JP2743252B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6180481A JP2743252B2 (en) 1994-07-11 1994-07-11 Method for concentrating aqueous fluoropolymer emulsion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6180481A JP2743252B2 (en) 1994-07-11 1994-07-11 Method for concentrating aqueous fluoropolymer emulsion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0820611A true JPH0820611A (en) 1996-01-23
JP2743252B2 JP2743252B2 (en) 1998-04-22

Family

ID=16083985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6180481A Expired - Fee Related JP2743252B2 (en) 1994-07-11 1994-07-11 Method for concentrating aqueous fluoropolymer emulsion

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2743252B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1323460A1 (en) * 2000-08-11 2003-07-02 Daikin Industries, Ltd. Method of recovering fluorochemical surfactant
EP1538177A1 (en) * 2003-12-04 2005-06-08 Solvay Solexis S.p.A. Tfe copolymers
JP2006188556A (en) * 2004-12-28 2006-07-20 Daikin Ind Ltd Method for producing aqueous dispersion of fluorine-containing polymer
US20090272944A1 (en) * 2006-04-11 2009-11-05 Solvay Solexis S.P.A. Fluoropolymer Dispersion Purification

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1323460A1 (en) * 2000-08-11 2003-07-02 Daikin Industries, Ltd. Method of recovering fluorochemical surfactant
EP1323460A4 (en) * 2000-08-11 2004-07-28 Daikin Ind Ltd Method of recovering fluorochemical surfactant
US6972094B2 (en) 2000-08-11 2005-12-06 Daikin Industries, Ltd. Method of recovering fluorochemical surfactant
EP1538177A1 (en) * 2003-12-04 2005-06-08 Solvay Solexis S.p.A. Tfe copolymers
JP2005171250A (en) * 2003-12-04 2005-06-30 Solvay Solexis Spa Tetrafluoroethylene (tfe) copolymer
CN100404562C (en) * 2003-12-04 2008-07-23 索尔维索莱克西斯公司 TFE copolymers
JP2006188556A (en) * 2004-12-28 2006-07-20 Daikin Ind Ltd Method for producing aqueous dispersion of fluorine-containing polymer
US20090272944A1 (en) * 2006-04-11 2009-11-05 Solvay Solexis S.P.A. Fluoropolymer Dispersion Purification
US8859645B2 (en) * 2006-04-11 2014-10-14 Solvay Solexis S.P.A. Fluoropolymer dispersion purification

Also Published As

Publication number Publication date
JP2743252B2 (en) 1998-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2404217C2 (en) Aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene and preparation method thereof
CN100480281C (en) Fluoropolymer dispersion and process for producing the same
EP1849829B1 (en) Aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene and process for producing the same
US9162185B2 (en) Ion-exchange membrane
US20050165167A1 (en) Process for preparing graft copolymers and membranes formed therefrom
US20090272944A1 (en) Fluoropolymer Dispersion Purification
EP1323460A1 (en) Method of recovering fluorochemical surfactant
RU2387672C2 (en) Method of preparing aqeous dispersion of purified polytetrafluoroethylene
US20090069493A1 (en) Process for Producing Aqueous Fluoropolymer Dispersion
EP0030104A1 (en) Process for preparing organic dispersion of acid-type fluorinated polymer
JPH0820611A (en) Method for concentrating aqueous emulsion of fluoropolymer
KR980008300A (en) METHOD AND APPARATUS FOR CONCENTRATION OF POLYTETHRO FUROELETHYLENE EMULSION BY ELECTRODIAL DENSITY
US20150209732A1 (en) Cation exchange membrance and method for producing same
WO2004078842A1 (en) Liquid fluoropolymer composition, process for producing organosol, film, and fuel cell
CN112955494A (en) Dispersible ionomer powder and method of making same
JP6133180B2 (en) Lithium salt recovery method
WO2008001846A1 (en) Aqueous fluororesin dispersion and method for producing the same
KR100794435B1 (en) High stability polytetrafluoroethylene dispersions and method for obtaining same
EP1873171A1 (en) Method of concentrating fluoropolymer and fluorine-containing emulsifiers
JPH02133448A (en) Production of hydrophilic porous film
JP2008007545A (en) Complex anion exchange membrane and its manufacturing method
KR101668998B1 (en) Method for facile pore control in a polymer film using an ionic liquid and controlled water pressure, and the membrane containing the polymer film made by the method
US20060241214A1 (en) Method of concentrating fluoropolymer and fluorine-containing emulsifiers
CN115738757B (en) Monovalent cation selective separation membrane based on sulfobutyl-beta-cyclodextrin ion transmission channel, and preparation method and application thereof
JP2023182421A (en) Operational method of volatile solute removal device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees