SU1033508A1 - Process for preparing agglomerated free-flowing polymer powder - Google Patents

Process for preparing agglomerated free-flowing polymer powder Download PDF

Info

Publication number
SU1033508A1
SU1033508A1 SU813328759A SU3328759A SU1033508A1 SU 1033508 A1 SU1033508 A1 SU 1033508A1 SU 813328759 A SU813328759 A SU 813328759A SU 3328759 A SU3328759 A SU 3328759A SU 1033508 A1 SU1033508 A1 SU 1033508A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
powder
polymer
copolymer
powders
surfactant
Prior art date
Application number
SU813328759A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Иванович Сажин
Леонид Аронович Бланк
Александр Алексеевич Ковалев
Валерий Дереникович Бабаянц
Андрей Станиславович Калмыков
Нина Николаевна Логинова
Юрий Анисимович Мулин
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2913
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 Предприятие П/Я В-2913 filed Critical Предприятие П/Я В-2913
Priority to SU813328759A priority Critical patent/SU1033508A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1033508A1 publication Critical patent/SU1033508A1/en

Links

Landscapes

  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Description

ОABOUT

0000

0000

елate

о 00 Изобретение относитс  к получени свободносыпучих порошков полимеров. Получение таких порошков упрощает технологию сушки полимеров, повы ет производительность процессов пер работки, обеспечивает автоматическу дозируемость и повышенную транспортабельность их по технологическим л ни м, создает предпосылку дл  непосредственного лить  и экструзии пол мерных порошков без их предваритель ной гранул ции. При синтезе полимеров , в частности получаемых водноэмульсионным способом, про/цукты после коагул ции выдeл юtc  из водной среды в виде тонкодисперсных иесыпу чих порошков, последующа  переработ которых в издели  св зана с существенными технологическими трудност м Поэтому существует необходимость ра работки целого р да методов агломер ции таких порошков. Известен способ получени  агломе рированных порошков, включающий сма чивание водой порошкробразного полимера, уплотнение его на вальцах и последующее дробление полученной листовой заготовки на гранулы t 1 . Недостатком этого метода  вл етс  то, что он пригоден только дл  получени  агломерированных порошков аминопластов и не позвол ет получать агломерированные гидрофобные полимеры (в частности, фторопласты ), так как такие не смачиваемые водой полимеры плохо вальцуютс . Кроме того, этим способом невозможно получить свободносыпучий порошок полимера с частицами правил ьнЛэй формы. Известен также способ получени  р да агломерированных аморфных продуктов эмульсионной полимеризации (полистирол и сополимеры стирола) в процессе промывки порошков. Аг- , ломерацию осуществл ют нагреванием в автоклаве в водной среде коагулированного эмульсионного полимера при температуре перехода данного полимера из стеклообразного в пластическое состо ние. Этот .относительно простой способ обеспечивает значительное укрупнение частиц полимеров и сополимеров, что существенно облегчает отделение их от водной фазы, сушку и дальнейшую обработку 2. Недостатками этого способа  вл ютс  больша  полидисперсность получаемого Порошка (размер частиц 103000 мкм и выше) , а также неправиль на  форма частиц, что способствует комкованию продукта и существенно ограничивает его сыпучесть и транспортабельность . Таким образом, этот метод не обеспечивает получение свободносыпучего порошка. Кроме того, даннйй способ разработан только дл  аморфных полимеров и не обеспечивает агломерации кристаллических полимеров. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ получени  агломерированного свободносыпучего порошка политетрафторэтилена (ПТфЭ), включающ1 й смачивание тонкодисперсного порошка полимера (размер мастиц менее 100 мкм, предпочтительно менее 30 мкм1 вод- , ным раствором неионогённого) поверхностно-активного вещества (ПАВ), механическое перемешивание смоченного порошка и сушку полученных агломератов . Предпочтительное количество водного раствора ПАВ при этом составл ет 25-50 мп на 100 г. ПТФЭ, что соответствует влажности полимера 20-33. При этом содержание ПАВ составл ет, например 0,2-0,5 от массы ПТФЭ. Агломераци  по этому способу обеспечивает получение свободносыпучего порошка ПТФЭ, по меньшей мере 50 которого состоит из агломератов размером 150-2000 мкм. При этом средний размер частиц (средневзвешенна  величина, определ ема  по ситовому анализу) достигает 275-3 0 мкм, коэффициент сжати  порош ка уменьшаетс  до 3-,2 (что соответствует насыпной плотности 0,5170 ,707 г/см). В результате характеризующа  сыпучесть продукта компактна  текучесть увеличиваетс  до 16 и выше , что позвол ет успешно примен ть полученный таким образом ПТФЭ дл  автоматического и изостатического прессовани  СзЗ. Однако известный способ предназнаен дл  получени  свободносыпучих порошков только из суспензионного ТФЭ, специфическими особенност ми оторого ЯВЛЯ16ТСЯ высока  пластичость и волокниста  (фибрилл рна ) труктура частиц. Эта специфичность предел ет перерабатываемость суспензионного ПТФЭ необычным дл  поли меров методом холодного прессовани  основанным на формовании таблеток из пластичных частиц без нагревани . Кроме того, известным способом нельз  получать свободносыпучие порошки из эмульсионных термопласти ных полимеров, так как даже после длительного и интенсивного перемешивани  отмытых от эмульгатора и вы сушенных порошкообразных продуктов эмульсионной полимеризации, например ПТФЭ, сополимера тетрафторэтиле на с этиленом (ТФЭЭ), сополимера ви нилиденфторида с тетрафторэтиленом (ВДФТФЭ), смоченных водным растворо ПАВ, порошки не приобретают свойств свободносыпучего материала (см. кон рольные примеры 11-13). При этом, хот  в результате такой обработки средние размеры полимерных частиц увеличиваютс  в несколько раз (от 10-20 до мкм), полученные агломераты имеют неправильную форму (преимущественно неправильные многогранники) и рыхлую, нечетко сформированную поверхность. В сочетании с высокой полидисперсностью. (минимальный размер частиц 10 мкм, а максимальный - пор дка 1000 мкм) это обусловливает низкую сыпучесть и незначительное увеличение насыпной плотности обработанных таким образом полимерных порошков. Целью изобретени   вл етс  улучшение перерабатываемости. Дл  достижени  указанной цели согласно способу получени  агломерированного свободносыпучего порошка полимера механическим перемешиванием порошкообразного термопласта содержащего воду и поверхностноактивное вещество, с последующей сушкой полученных агломератов, в ка честве полимера используют эмульсионный фторсодержащий термопласт или сополимер акрилонитрилз с бутадиеном и стиролом в виде водной дисперсии, ввод т в нее при механическом перемешивании водный раст вор минеральной соли в количестве, обеспечивающем ее концентрацию в I получаемом коагул те 0,02-2 масД, и удал ют из коагул та часть водной среды до остаточной влажности мас.% и остаточного содержани  поверхностно-активного вещест .ра 0,,5 мас. к массе полимера а затем полученный влажный порошок перемешивают до образовани  агломерата . В качестве фторсодержащих полимеров могут быть применены, например , сополимеры тетрафторэтилена с этиленом, тетрафторэтилена с гексафторпропиленом , трифторхлорэтилена с 8инилиденфторидом,винилиденфторида с.тетрафторэтиленом. Нижний предел влажности полимерного порошка обусловлен тем, что при влажности менее 3 его агломераци  становитс  незначительной, что выражаетс  в резком уменьшении- разме ра получаемых агломератов и Их насыпной плотности, а также в потере ими свободносыпучести. Верхний предел содержани  ПАВ обусловлен тем, что при их содержании более 1,5 мас.% значительно усложн етс  удаление этих веществ из продукта. Качество получаемых из полимеров изделий при этом значительно ухудшаетс . По предлагаемому способу используютс  полимеры и сополимеры содержащие такие ионогенные ПАВ, как, например карбоксилаты (в частности канифольное мыло), соли фторкарбоновых кислот, сульфонаты и т.п. Тип и необходимое остаточное содержание ПАВ зависит от физикохимических особенностей агломерируемого полимера. Использование эмульсионных полимеров, содержащих ионогенные ПАВ, обусловлено тем, что продукты эмульсионной полимеризаций содержащие неионогенные ПАВ,:значительно труднее выдел ютс  из водной среды в процессе их коагул ции (осо бенно при коагул ции апектролитами). Агломерацию полученного эмульсионного влажного порошка по предлагаемому способу осуществл ют путем его механического перемешивани , предпочтительно в горизонтальном цилиндрическом аппарате с роторным устройством . Такой аппарат может быть изготовлен на основе штыревого гранул тора , примен емого дл  агломерации минеральных пигментов. При вращении роторного устройства со скоростью пор дка 250-ifOO об/мин влажные частицы полимерного порошка переход т в псевдоожиженное состо ние и образуют вращающуюс  аэровзвесь , 5-15 минутное вращение дает значительную агломерацию частиц , (увеличение их размеров в раз), причем полуменные агломераты приобретают свойства свободносыпучб то порошка. Это выражаетс  в резком уменьшении времени просыпани  навески порошка через с1андартную воронку и в .существенном уменьшении величины угла естественного откоса. Кроме того, насыпна  плотность агломерированного порошка в 1, раза выше, чем у исходного продукта. Измерение размеров .частиц исходного и агломерированного порошка производитс  методом оптической микроскопии на микроскопе МБИ. На предметное стекло с размерной сеткой (цена делени  0,1 мм) насыпаетс  проба порошка так.чтобы в монослое просматривались отдельные частицы. По результатам измерени  размеров не менее 300 частиц опреде л ют среднечисленный размер частиц данного порошка. Сыпучесть порошков измер етс  по стандартной методике путем определени  с помощью секундомера времени просыпани  навески полимера объемом 50 см через стальную ворон ку с углом АО и диаметром выходного отверсти  6 мм. Угол естественно го откоса определ етс  .по этой же методике путем измерени  штангенцир кулем высоты и диаметра конуса, образуемого исследуемым порошком просыпаемым через указанную воронку на горизонтально.расположенный металлический лист. По отношению высоты конуса к era радиусу вычисл ют тангенс угла естественного откоса. Насыпна  пло.тность порошков опре дел етс  по стандартной методике пу тем измерени  веса полимера, заполнившего стальной цилиндр диаметром 5 мм и объемом 100 см. П р и м е р 1. В стекл нный, снаб женный рамной мешалкой, цилиндричес кий сосуд емкостью 6 л загружают 3000 мл водной дисперсии сополимера ТФЭ (50 мо .%) с этиленом (50 мол. концентрацией 20 мас,%, содержащей в качестве эмульгатора аммонийную соль перфтрркаприловой кислоты в количестве 0,5 {к массе сополимера), При перемешивании в дисперсию ввод т а качестве коагул нта 700 мл водного раствора нитрата алюмини  концентрацией 0,5 мае,%. После перемешивани  при скорости вращени  мешалки 086 200 об/мин в течение 30 мин сополимер высаждаетс  из дисперсии и полу . ченный коагул нт загружаетс  на в6ронку Бюхнера с водоструйным насосом , на которой его фильтруют и промывают при добавлении двухкратного количества (к массе сополимера) дистиллированной воды (1200 мл). По результатам измерени  поверхностного нат жени  фильтрата (методом отрыва кольца на приборе Дю-Нуи) при фильтрации и промывке в указанных услови х из коагул та удал етс  1/10 первоначально содержащегос  в нем ПЛВ и, следовательно, его содержание во влажном порошке составл ет О , Отфильтрованный порошок сополимера размещают в противне и подсушивают в термостате гузи 12(f С в течение 10 ч до остаточной влажности 3 мас.. 00 г такого порошка загружают в горизонтальный цилиндрический аппарат диаметром 220 мм, снабженный роторным перемешивающим устройством (горизонтальный вал с закрепленными на нем двум  р дами радиальных стержней-штырей ) и перемешивают при скорости вращени  300 об/мин в течение 15 мин. Обработанный таким образом порошок выгружают в противень и сушат при 120°G в течение А ч до посто нного веса. Параллельно со свойствами агломерированного порошка изучают свойства высушенного порошка, не подвергнутого агломерации. Пример2, В цилиндрический аппарат из нержавеющей стали емкостью 50 л, снабженный  ко0ной мешалкой и рубашкой дл  обогрева, загружают 32 л водной дисперсии сополимера акрилонитрила , бутадиена и стирола концентрацией 12,5 мас,% ((мол рное соотношение мономеров 27,1 и 39.7% соответственно), содержащей в качестве эмульгатора 2 мас, канифольного мыла (к массе сополимера). После нагревани  дисперсии до в нее ввод т при перемешивании при скорости мешалки 100 об/мин 1бОО мл 5%-ного водного раствора алюминиевых квасцов. После перемешивани  в течение 15 мин коагул т нагревают до 80-85 С и дополнительно перемешивают 15 мин. Полученный коагул т промывают и частично обезвоживают на центрифуге при скорости вращени  1000 об/NttiH и объеме промывной воды л. «00 г порошка влажностью 60 масД и содержанием эмульгатора О, мас.% подвергают агломерации по технологии примера 1. Порошок сбгюлимёра (как исходный, так и агл рированный) сушат в термостате при 75 8 течение Л8 ч. П р и и е р 3. Процесс провод т аналогичнб примеру i., агломерируют порошок АБС-пластика с остаточным содержанием эмульгатора 0,05 мас.% и влажностью 32 мас.%. Уменьшение остаточного содержани  ПАВ до 0,05 рсуществл етс  путем дополнительной промывки коагул та перед центрифуги рованием в 100-литровом аппарате (при его перемешивании, со скорость вращени  мешалки 150 об/мин и объем промывной воды 40 л) . Центрифугирование производ т при скорости вра щени  3000 об/мин до остаточной вла ности продукта 32 масД. Пример ; По технологии, ан логичной примеру 1, агломерируют по рошок сополимера винилиденфторида (Э мол.%) и тетрафторэтилена (6 молД) с остаточной влажностью 31 мас.| и остаточным содержанием эмульгатора О, мае Д. Температура подсушки этого сополимера до указан ной влажности составл ет . В качестве минеральной соли дл  коагу л ции примен ют водный раствор хлористого натри  концентрацией 20 мас причем конечна  концентраци  соли в коагул те составл ет 2 масД, а скорость вращени  ротора при агломе рации порошка 120 об/мин. П р и м е р 5. По технологии, аналогичной примеру 1, агломерируют порошок сополимера трифторхлорэтилена (70 молД) и винилиденфтори да (30 молД) с остаточной влажностью З мае Д и остаточным содержанием эмульгатора (аммонийна  соль пёрфторпеларгоновой кислоты) 0,39 масД. Температура подсушки этого продукта составл ет 65°С. В качестве соли-коагул нта примен ют водный растбор хлористого каль ци , конечна  концентраци  которого в коагул те 0,3 мае Д, Примерб, Влажный порошок сополимера ТФЭЭ агломерируют по технологии,аналогичной примеру 1, но при менее продолжительной подсушке (5 ч при ), Получают порошок с остаточной влажностью 28 масД и остаточным содержанием эмульгатора 0,53 мае Д. В качестве соли-коагул нта примен ют водный рпствор азотнокислого железа, конечна  концентраци  которого в коагул те составл ет 0,15 мае Д; скороеть вращени  ротора при агломерации об/мин. Пример7. По технологии, аналогичной примеру 1, коагулируют водную диепереию сополимера ТФЭЭ с повышенным содержанием ПАВ (1,7% аммонийной соли перфторэнантовой кислоты) путем добавлени  1000 мл О,5 -ного водного раствора нитрата алюмини . Последующие операции обезвоживани  и промывки коагул та аналогичны примеру Т. После подсушки при 120Ре в течение 6 ч получают порошок с остаточной влажноетью 2 масД и остаточным содержаниемэмульгатора 1,5 масД, который агломерируют по изложенной технологии, П р и м е р 8 (контрольный). Процесс ведут аналогично примеру 2, но используют порошок АБС-пластика влажностью 65 мас.. П р и м е р 9 (контрольный). Процесс ведут аналогично примеру ,1, но используют порошок сополимера ТФЭЭ влажностью 2 мас,%. Пример 10 (контрольный). Процесс ведут аналогично примеру 1, но используют порошок сополимера винилиденфторида (9 мол.%) и тетрафторэтилена (6 мол.) влажностью 22 масД, остаточное содержание ПАВ в котором вследствие интенсивной промывки (объем промывной воды 8л) составл ет 0,03 (к массе сополимера), Пример П (контрольный). Порошкообразный сополимер ТФЭЭ (мол рное соотношение компонентов аналогично примеру 1) получают путем механической коагул ции 20%-иой водной дисперсии (при скорости вращени  мешалки 700 об/мин), а затем фильтруют, промывают водой и сушат до посто нного веса. 288 г полученного порошка засыпают в аппарат по примеру 1, после чего на порошок разбрызгивают пульверизатором (дл  лучшего раепределени ) 112 мл водного раетвора аммонийной соли перфторэнантовой кислоты концентрацией 1,3 мае.I (что соответствует содержанию ПАВ 0,5 масД к весу ,еополинера). После агломерации полученного таким образом влажного порошка по технологии, аналогичной примеру 1, незначительно увеличиваетс  насыпна  плотность материала , но он не прио&ретаетсвободной -сыпучести/ Интенсификаци  режима (ЗГгломерации (увеличение скорости вращени  роторного устройства до itOO-SOO об/мин) и увеличение продо жительности перемешивани , до 30 ijO мин также не увеличивает сыпучесть порошка. Пример 12 (контрольный). 300 г сухого порошкообразного сополимера винилиденфторида и тетрафторэтилёйа (мол рное соотношени аналогично примеру 11) засыпают в описанный аппарат. К порошку добав л ют 100 мл водного раствора аммонийной соли перфторпеларгоновой ки слоты, содержащего 1,8 г этого ПАВ (или 0,6 мас. к сополимеру). Посл агломерации по технологии, изложен ной в предыдущем примере, порошок i не становитс  свободносыпучим(см. та Пример 13 (контрольный). По технологии, аналогичной примеру 11, получают порошкообразный ПТФЭ путем коагул ции 20%-ной водной ди персии Vпродукт эмульсионной полимеризации ТФЭ7 с последую1цим фильтрованием , промывкой и сушкой, 300 г сухого порошка засыпают в описанный аппарат и на него разбрызгивают пульверизатором Ill мл 810 водкого раствора аммонийной соли перфторэнантовой кислоты, содержащего 1,2 г этого ПАВ, (или О, мас.% к полимеру). После механического перемешивани  увлажненного ПТФЭ в режиме, аналогичном примеру 1, получают полидисперсный несыпучий порошок, повышенна  полидисперсность которого св зана с деформацией частиц ПТФЭ (вплоть до их фибриллизации). Пример И (контрольный). К 600 г сухого порошка сополимера акрилонитрил - бутадиен - стирол с мол рным соотношением компонентов 2,20 и 5б% (средний размер частиц б1 мкм, угол естественного откоса Зб, сыпучесть со сек, насыпна  плотность 0,30 г/см) прибавл ют при механическом перемешивании 300 мл 1%-ного водного раствора оксиэтилированного алкилфенола (ОП-7), что отвечает концентрации 100 ККМ этого ПАВ и влажнести 33. После механического перемешивани  в агломераторе в широком диапазоне скорости вращени  ротора (от 150 до 500 об/мин ) смоченного taким образом порошка и его сушки продукт не приобретает свободной сыпу,чести и его технологические хар актеристики почти не мен ютс  (средний размер частиц 75 мкм, угол естественного откоса Зб, сыпучесть с сек, насыпна  п отност ь 0,32 г/см). Свойства порошков приведены в таблице. 13 Как видноиз представленных дан ных, предлагаемый способ обеспечивает получение свободносыпучих порошков из эмульсионных термопласти ных полимеров, что не достигаетс  при использовании известного способа . Сыпучесть таких порошков через стандартную воронку 12-2 с, насыпна  плотность в результате аг ломерации увеличиваетс  в среднем в 1,5-2 раза, а среднечисленный ра мер возрастает в 2-5 раз. Высока  сыпучесть и насыпна  плотность полимерных порошков, пол чаемых по предлагаемому способу, позвол ет существенно облегчить и интенсифицировать р д процессов, св занных с переработкой продуктов эмульсионной полимеризации. 8 частности , из таких порошков можно 08 наносить высококачественные порошковые покрыти  с повешенной толщиной слой. Такие порошки легко дозируютс  и пневмотранспортируютс  по технологическим лини м. Как показало опробование экструзионной гранул ций полученных ai- ло1 ®рированных порошков сополимера ТФЗЭ, проведенное йа лабораторном экструдере с диаметром шнека 30 мм, производительность процесса увеличиваетс  до 1,2-1,5 кг/ч по сравнению с 0,6 кг/ч при гранул ции в этих же УСЛОВИЯХ исходного порошка. Не менее важным технологическим преимуществом полимерных порошков, получаемых по предлагаемому способу,  вл етс  возможность переработки их литьем под давлением без предварительной экструзионной гранул ции.o 00 The invention relates to the preparation of free flowing polymer powders.  The production of such powders simplifies the technology of drying polymers, increases the productivity of processing processes, provides automatic dosing and increased transportability of them across technological lines, and creates a prerequisite for direct casting and extrusion of polymer powders without their preliminary granulation.  During the synthesis of polymers, in particular, obtained by the water-emulsion method, after the coagulation, the pro / product was extracted from the aqueous medium in the form of fine dispersed powders, the subsequent processing of which in the product is associated with significant technological difficulties. Therefore, there is a need to develop a number of agglomeration methods. tion of such powders.  A known method of producing agglomerated powders includes wetting the powder-like polymer with water, compacting it on rollers and then crushing the obtained sheet into granules t 1.  The disadvantage of this method is that it is suitable only for the preparation of agglomerated powders of aminoplasts and does not allow to obtain agglomerated hydrophobic polymers (in particular, fluoroplasts), since such polymers that are not wettable by water do not roll well.  In addition, using this method it is impossible to obtain a free flowing polymer powder with particles of the rules of Л Lei form.  There is also known a method for producing a series of agglomerated amorphous emulsion polymerization products (polystyrene and styrene copolymers) in the process of washing powders.  Ag-, lomeration is carried out by heating in an autoclave in an aqueous medium a coagulated emulsion polymer at the temperature of transition of this polymer from the glassy to plastic state.  This one. The relatively simple method provides significant integration of particles of polymers and copolymers, which greatly facilitates their separation from the aqueous phase, drying and further processing 2.  The disadvantages of this method are the large polydispersity of the obtained Powder (particle size 103000 µm and above), as well as incorrect shape of the particles, which contributes to the clumping of the product and significantly limits its flowability and transportability.  Thus, this method does not provide free flowing powder.  In addition, this method is designed only for amorphous polymers and does not provide for the agglomeration of crystalline polymers.  The closest in technical essence to the present invention is a method for producing agglomerated free-flowing polytetrafluoroethylene (PTFE) powder, including: wetting fine polymer powder (mastic size less than 100 microns, preferably less than 30 microns with a water solution of non-ionic) surfactant , mechanical mixing of the moistened powder and drying of the obtained agglomerates.  The preferred amount of an aqueous surfactant solution is 25-50 MP / 100 g.  PTFE, which corresponds to the moisture content of the polymer 20-33.  The content of surfactant is, for example, 0.2-0.5% by weight of PTFE.  The agglomeration of this method provides a free-flowing PTFE powder, at least 50 of which consists of agglomerates 150-2000 microns in size.  At the same time, the average particle size (the weighted average value determined by sieve analysis) reaches 275–3.0 µm, the powder compression ratio decreases to 3–2 (which corresponds to a bulk density of 0.5170, 707 g / cm).  As a result, the compact flowability of the product is increased to 16 and higher, which makes it possible to successfully use the PTFE thus obtained for automatic and isostatic pressing of the C3.  However, the known method is intended to obtain free flowing powders only from suspension TPV, the specific features of the high plasticity and fibrous (fibrillar) structure of the particles.  This specificity limits the processability of suspension PTFE, which is unusual for polymers by cold pressing based on the molding of plastic particles into tablets without heating.  In addition, it is not possible to obtain free flowing powders from emulsion thermoplastic polymers in a known manner, since even after long and vigorous mixing of the emulsion polymerization products washed from the emulsifier and dried powdery products, for example PTFE, a copolymer of tetrafluoroethyl on ethylene (SPEED), a vinyllenidene copolymer tetrafluoroethylene (VDFTFE), moistened with an aqueous solution of surfactants, powders do not acquire the properties of free-flowing material (see  Benchmarks 11-13).  At the same time, although as a result of such processing the average sizes of polymer particles increase several times (from 10-20 to μm), the resulting agglomerates have an irregular shape (mostly irregular polyhedra) and a loose, indistinctly formed surface.  In combination with high polydispersity.  (the minimum particle size is 10 microns, and the maximum is of the order of 1000 microns), which results in low flowability and a slight increase in the bulk density of the polymer powders thus treated.  The aim of the invention is to improve processability.  To achieve this goal, according to the method for producing agglomerated free-flowing polymer powder by mechanical agitation of a powdered thermoplastic containing water and a surfactant, followed by drying of the obtained agglomerates, an emulsion fluorinated thermoplastic or an acrylonitrile copolymer with butadiene and styrene in the form of water can be used as a polymer in a water mixture. under mechanical agitation, an aqueous solution of a mineral salt in an amount that ensures its concentration I in the obtained coagulum is 0.02–2 mPa, and part of the aqueous medium is removed from the coagulum to a residual moisture content of wt. % and residual surfactant content. ra 0, 5 wt.  to the weight of the polymer, and then the resulting wet powder is stirred until agglomerate is formed.  As fluorine-containing polymers, for example, copolymers of tetrafluoroethylene with ethylene, tetrafluoroethylene with hexafluoropropylene, trifluorochloroethylene with 8idelidene fluoride, vinylidene fluoride c. tetrafluoroethylene.  The lower limit of the moisture content of the polymer powder is due to the fact that when the moisture content is less than 3, its agglomeration becomes insignificant, which results in a sharp decrease in the size of the agglomerates obtained and Their bulk density, as well as in their loss of free flowing.  The upper limit of the surfactant content is due to the fact that their content is more than 1.5 wt. The% is significantly more difficult to remove these substances from the product.  The quality of the products obtained from polymers is significantly deteriorated.  The proposed method uses polymers and copolymers containing such ionic surfactants as, for example, carboxylates (in particular, rosin soap), salts of fluorocarboxylic acids, sulfonates, etc. P.  The type and required residual surfactant content depends on the physicochemical characteristics of the agglomerated polymer.  The use of emulsion polymers containing ionic surfactants is due to the fact that the products of emulsion polymerizations containing non-ionic surfactants: are much more difficult to release from the aqueous medium during their coagulation (especially during coagulation with apectrolytes).  The agglomeration of the obtained emulsion wet powder according to the proposed method is carried out by mechanical mixing, preferably in a horizontal cylindrical apparatus with a rotary device.  Such an apparatus can be made on the basis of a whip granulator used for the agglomeration of mineral pigments.  When the rotary device rotates at a speed of about 250-ifOO rpm, the wet particles of the polymer powder go into a fluidized state and form a rotating air suspension, 5-15 minutes of rotation gives a significant agglomeration of the particles, (increasing their size by a factor), and the half-sized agglomerates acquire the properties of free-flowing powder.  This is expressed in a sharp decrease in the time it takes for the powder to hitch through the standard funnel and in. a significant decrease in the angle of repose.  In addition, the bulk density of the agglomerated powder is 1 times higher than that of the original product.  Dimension measurement. The particles of the initial and agglomerated powder are produced by optical microscopy on an MBI microscope.  A sample of the powder is poured on a glass slide with a dimensional grid (division value 0.1 mm). so that the monolayer can see individual particles.  According to the results of measuring the size of at least 300 particles, the average particle size of this powder was determined.  The flowability of the powders is measured according to a standard method by determining, using a stopwatch, the time of spilling of a 50 cm polymer sample through a steel funnel with an angle AO and an outlet diameter of 6 mm.  The angle of repose is determined. according to the same method, by measuring with a caliper with the heel of the height and diameter of the cone formed by the test powder spilling through the funnel to horizontal. located metal sheet.  The tangent of the angle of repose is calculated from the ratio of the height of the cone to the era of the radius.  Nasyna flat. Powder size is determined by a standard method by measuring the weight of a polymer that fills a steel cylinder with a diameter of 5 mm and a volume of 100 cm.  PRI me R 1.  A 3-liter cylindrical vessel with a glass capacity of 6 l is loaded with a 3000 ml aqueous dispersion of a TFE copolymer (50 mo. %) with ethylene (50 mol.  Concentration of 20 wt.%, containing ammonium salt of perfftrrapaprylovoy acid in the amount of 0.5 {by weight of copolymer) as an emulsifier. When mixed, 700 ml of an aqueous solution of aluminum nitrate with a concentration of 0.5 May,%, are added to the dispersion as a coagulant.  After stirring at a stirrer rotation speed of 086,200 rpm for 30 minutes, the copolymer precipitates from the dispersion and floor.  The coagulant is loaded onto a Buchner tube with a water jet pump, on which it is filtered and washed with the addition of twice the amount (to the copolymer mass) of distilled water (1200 ml).  According to the results of measuring the surface tension of the filtrate (by the method of ring detachment on a DU-Nuy device), during filtration and washing under the specified conditions, 1/10 of the initially contained PLW is removed from the coagulum and, therefore, its content in the wet powder is 0. The filtered copolymer powder is placed in a baking sheet and dried in a thermostat Gusi 12 (f C for 10 h to a residual moisture content of 3 wt. .  00 g of such powder is loaded into a horizontal cylindrical apparatus with a diameter of 220 mm, equipped with a rotor mixing device (horizontal shaft with two rows of radial rods attached to it) and mixed at a rotation speed of 300 rpm for 15 minutes.  The powder thus treated is discharged into a baking sheet and dried at 120 ° G for A h to a constant weight.  In parallel with the properties of the agglomerated powder, the properties of the dried powder, not subjected to agglomeration, are studied.  Example 2 A 50 l cylindrical stainless steel apparatus equipped with a stirrer and jacket for heating is charged with 32 l of an aqueous dispersion of acrylonitrile, butadiene and styrene copolymer with a concentration of 12.5 wt.% ((Molar ratio of monomers 27.1 and 39. 7% respectively), containing as an emulsifier 2 wt, rosin soap (by weight of the copolymer).  After the dispersion is heated, the mixture is introduced into it with stirring at a stirrer speed of 100 rpm; 1bOO ml of a 5% aqueous solution of aluminum alum.  After stirring for 15 minutes, the coagulum is heated to 80-85 ° C and stirred for an additional 15 minutes.  The resulting coagulum is washed and partially dehydrated in a centrifuge at a rotation speed of 1000 rev / NttiH and a volume of wash water l.  “00 g of powder with a humidity of 60 mAd and an emulsifier content of O, wt. % subjected to agglomeration according to the technology of example 1.  The powder of the blender (both initial and agglomerated) is dried in a thermostat at 75 8 for L8 h.  PRI and e p 3.  The process is similar to example i. The powder agglomerates ABS plastic with a residual content of emulsifier of 0.05 wt. % and humidity 32 wt. %  A decrease in the residual surfactant content to 0.05 p is realized by additional washing the coagulum before centrifuging in a 100 liter apparatus (when it is stirred, the stirrer has a rotation speed of 150 rpm and a wash volume of 40 liters).  Centrifugation is performed at a rotational speed of 3000 rpm to a residual moisture of the product of 32 mas.  An example; According to the technology, similar to example 1, the powder of vinylidene fluoride copolymer is agglomerated (E mol. %) and tetrafluoroethylene (6 mol) with a residual moisture content of 31 wt. | and residual content of emulsifier Oh, May D.  The drying temperature of this copolymer to the indicated moisture content is.  An aqueous solution of sodium chloride with a concentration of 20 wt. Is used as a mineral salt for coagulation, the final salt concentration in the coagulum is 2 masD, and the rotational speed of the rotor during agglomeration of the powder is 120 rpm.  PRI me R 5.  According to the technology analogous to example 1, trifluorochloroethylene (70 mol) copolymer and vinylidene fluoride (30 mol) copolymer powder with a residual moisture content of 3 May D and a residual content of emulsifier (ammonium salt of perfluorpellargonic acid) of 0.39 mAg are agglomerated.  The drying temperature of this product is 65 ° C.  An aqueous solution of calcium chloride is used as a salt-coagulant, the final concentration of which in coagulum is 0.3 May D, Primerb, Wet TFE powder of the TFE copolymer is agglomerated according to the technology described in Example 1, but with a shorter drying time (5 hours at) A powder is obtained with a residual moisture content of 28 masd and a residual emulsifier content of 0.53 May D.  An aqueous solution of iron nitrate is used as the salt-coagulant, the final concentration of which in the coagulum is 0.15 May D; rotate the rotor during agglomeration rpm.  Example7.  According to the technology analogous to Example 1, the aqueous doping of TFE copolymer with a high content of surfactant (1.7% ammonium perfluoroenanthic acid) is coagulated by adding 1000 ml of O, 5% aqueous solution of aluminum nitrate.  Subsequent operations of dewatering and washing the coagulum are similar to example T.  After drying at 120Pe for 6 hours, a powder with a residual wetting rate of 2 masD and a residual emulsifier content of 1.5 masts is obtained, which is agglomerated according to the stated technology, Example 8 (control).  The process is carried out analogously to example 2, but using ABS plastic powder with a moisture content of 65 wt. .  PRI me R 9 (control).  The process is carried out analogously to example 1, but using powder TFEE moisture content of 2 wt.%.  Example 10 (control).  The process is carried out analogously to example 1, but using vinylidene fluoride copolymer powder (9 mol. %) and tetrafluoroethylene (6 mol. ) with a moisture content of 22 masD, the residual content of surfactant in which due to intensive washing (the volume of wash water is 8 l) is 0.03 (by weight of the copolymer), Example P (control).  TFE powder copolymer (molar ratio of components as in example 1) is obtained by mechanical coagulation of a 20% aqueous dispersion (at a stirrer rotation speed of 700 rpm), and then filtered, washed with water and dried to constant weight.  288 g of the obtained powder are poured into the apparatus of Example 1, after which 112 ml of perfluoro-enanthic acid ammonium salt with a concentration of 1.3 May is sprayed with a spray (for better distribution). I (which corresponds to the content of surfactant 0.5 masd to weight, eopolinera).  After agglomeration of the wet powder thus obtained according to the technology similar to Example 1, the bulk density of the material slightly increases, but it does not increase & free flowability / Intensification of the mode (Zgglomeratsiya (increase the speed of rotation of the rotary device to itOO-SOO r / min) and increase Stirring up to 30 minutes does not increase the flowability of the powder.  Example 12 (control).  300 g of dry powdered copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethyl (molar ratio as in Example 11) are poured into the described apparatus.  To the powder is added 100 ml of an aqueous solution of the ammonium salt of the perfluoroplargonic acid containing 1.8 g of this surfactant (or 0.6 wt.%).  to copolymer).  After agglomeration according to the technology described in the previous example, powder i does not become free flowing (see  that Example 13 (control).  According to the technology similar to example 11, PTFE powder is obtained by coagulating with 20% aqueous dispersion V product of TFE7 emulsion polymerization followed by filtration, washing and drying, 300 g of dry powder are poured into the described apparatus and sprayed with an Ill spray 8 ml vodka solution the ammonium salt of perfluoroananthic acid containing 1.2 g of this surfactant, (or O, wt. % polymer).  After mechanical mixing of the moistened PTFE in a mode similar to Example 1, a polydisperse non-flowing powder is obtained, the increased polydispersity of which is associated with the deformation of the PTFE particles (up to their fibrillation).  Example AND (control).  To 600 g of dry powder of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer with a molar ratio of components of 2.20 and 5b% (average particle size b1 µm, angle of repose of Zb, flowability per second, bulk density 0.30 g / cm) is added mechanical stirring 300 ml of a 1% aqueous solution of ethoxylated alkylphenol (OP-7), which corresponds to a concentration of 100 KKM of this surfactant and wet out 33.  After mechanical agitation in the agglomerator in a wide range of rotor speed (from 150 to 500 rpm) of the powder wetted and dried in this way, the product does not acquire a free rash, its character and technological characteristics are almost unchanged (average particle size 75 µm, angle of repose ZB, flowability from sec., bulk of dust (0.32 g / cm).  Powder properties are listed in the table.  13 As can be seen from the presented data, the proposed method ensures the production of free flowing powders from emulsion thermoplastic polymers, which is not achieved using a known method.  The flowability of such powders through a standard funnel is 12–2 s, the bulk density increases by an average of 1.5–2 times as a result of agglomeration, and the average number increases by 2–5 times.  The high flowability and bulk density of the polymer powders prepared by the proposed method substantially simplify and intensify a number of processes associated with the processing of emulsion polymerization products.  In particular, of these powders, 08 can be applied high quality powder coatings with a hung layer thickness.  Such powders are easily metered and pneumatically transported along process lines.  As the extrusion granulation sampling of the obtained α-1® titrated powders of TPSE copolymer showed that a laboratory extruder with a screw diameter of 30 mm showed that the productivity of the process increased to 1.2–1.5 kg / h compared to 0.6 kg / h with granulation under the same CONDITIONS of the original powder.  An equally important technological advantage of polymer powders obtained by the proposed method is the possibility of their processing by injection molding without prior extrusion granulation.

Claims (2)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АГЛОМЕРИРОВАННОГО СВОБОДНОСЫПУЧЕГО ПОРОШКА ПОЛИМЕРА механическим перемешиванием порошкообразного термопласта, содер жащего воду и поверхностно-активное вещество, с последующей сушкой полу ченных агломератов, отличаю щийся тем, что, с целью улучшения перерабатываемости, в качестве полимера используют эмульсионный фтор содержащий термопласт или сополимер акрилонитрила с бутадиеном и стиролом в виде водной дисперсии, вводят в нее при механическом перемешивании водный раствор минеральной соли в коли честве, обеспечивающем ее концентрацию в получаемом коагуляте 0,022 мас.%, и удаляют из коагулята часть водной среды до остаточной влажностиMETHOD FOR PRODUCING AN AGLOMERATED FREE-FILLING POLYMER POWDER by mechanical stirring of a powdered thermoplastic containing water and a surfactant, followed by drying of the obtained agglomerates, characterized in that, with the aim of improving the processability, an acrylic polymer or polymer is used as a polymer copolymer butadiene and styrene in the form of an aqueous dispersion, an aqueous solution of mineral salt is introduced into it with mechanical stirring in an amount, providing its concentration in the resulting coagulate is 0.022 wt.%, and part of the aqueous medium is removed from the coagulate to a residual moisture 3-60 мас.% и остаточного содержания поверхностно-активного вещества 0,05“ 1,5 мас.% к массе полимера, а затем полученный влажный порошок перемешивают до образования агломерата.3-60 wt.% And a residual surfactant content of 0.05 “1.5 wt.% To the weight of the polymer, and then the resulting wet powder is mixed until agglomerate is formed. >>
SU813328759A 1981-07-31 1981-07-31 Process for preparing agglomerated free-flowing polymer powder SU1033508A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813328759A SU1033508A1 (en) 1981-07-31 1981-07-31 Process for preparing agglomerated free-flowing polymer powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813328759A SU1033508A1 (en) 1981-07-31 1981-07-31 Process for preparing agglomerated free-flowing polymer powder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1033508A1 true SU1033508A1 (en) 1983-08-07

Family

ID=20973381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813328759A SU1033508A1 (en) 1981-07-31 1981-07-31 Process for preparing agglomerated free-flowing polymer powder

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1033508A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1, Авторское свидетельство СССР № , кл. В 29 В 1/02, 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 183377, foi. С 08 F 12/1, 19б2. 3,Патент GB If 1369979, кл, С 3 Р, опублик. 197 (прототип). . Богданов В.В. Методы исследовани технологических свойств пластмасс. Л., ЛГУ, 1979, с. 8. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3956000A (en) Fluorocarbon waxes and process for producing them
EP0084837B1 (en) Flocculation of latex particles and production of thermoplastic resin
JPS6021694B2 (en) Method for manufacturing filler-containing polytetrafluoroethylene molding powder
CA1207946A (en) Method and apparatus for continuously coagulating a rubbery polymer latex
US4269740A (en) Process for producing elastomeric particles free of agglomeration
JP4264230B2 (en) Method for purifying thermoprocessable tetrafluoroethylene copolymer
SU1033508A1 (en) Process for preparing agglomerated free-flowing polymer powder
US4113796A (en) Process for working up dispersions of elastic-thermoplastic or thermoplastic plastics
WO1997017392A1 (en) Granulated powder of filled polytetrafluoroethylene for molding and process for the production thereof
WO1998047950A1 (en) Granular polytetrafluoroethylene powders and process for producing the same
US2777836A (en) Production of vinyl chloride polymers
EP0057408B1 (en) Process for producing graft copolymer
US3790521A (en) Method for making noncolloidal particles like fibers and powders from larger granules of ethylene/carboxylic acid copolymers
RU2050379C1 (en) Method for production of free-flowing agglomerated filled fluoropolymers
JPH0247482B2 (en) NETSUKASOSEIJUSHINOSEIZOHOHO
US2712536A (en) Production of polymer spheres
JPH0240086B2 (en) NETSUKASOSEIJUSHINOSEIZOHOHO
JPH01311129A (en) Thermoplastic polymer powder mixture
JPH08113653A (en) Granulation of highly water-absorbing resin powder
CN112876586A (en) Method for coagulating ABS graft latex
JPH0717682B2 (en) Method for producing fine cellulose particles
JPH0237368B2 (en)
JPS595611B2 (en) Method for producing graft copolymer
JPH0329812B2 (en)
JPS6399237A (en) Fine cellulose particle and production thereof