(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ПОРОШКА ИЗ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА(54) METHOD FOR OBTAINING GRANULATED POWDER FROM POLYTETRAFTORETHYLENE
Изобретение относитс к области получени легко сыпучего гранулированного порошка из политетрафторэтилена.This invention relates to the field of producing a free flowing granulated polytetrafluoroethylene powder.
Известен способ получени гранулированного порошка политетрафторэтилена, по которому исходный измельчен до размеров 0,1 - 0,5 мм. Политетрафторэтилен смешивают с органической жидкостью, имеющей т. кип. 30- 150°С и поверхностное нат жение менее 35 дин/см, которую затем удал ют во врем или иосле смешени . В качестве такой жидкости могут быть использованы углеводороды, спирты, эфиры. Недостатком известного способа вл етс мала прочность гранул и их недостаточна чистота..A method of producing granulated polytetrafluoroethylene powder is known, according to which the initial powder is ground to a size of 0.1-0.5 mm. Polytetrafluoroethylene is mixed with an organic liquid having so-called bales. 30-150 ° C and a surface tension of less than 35 dyn / cm, which is then removed during or after mixing. As such a liquid can be used hydrocarbons, alcohols, ethers. The disadvantage of this method is the low strength of the granules and their lack of purity ..
С целью увеличени прочности гранул и их чистоты предлагают брать дл смешени с политетрафторэтиленом инертные к нему несмачивающие жидкости при температуре ниже температуры ее кипени . Целесообразно в качестве исходного материала брать смесь, состо щую из полимеров, полученных суснепзлонной и эмульсионной нолимеризацией. Соотношение политетрафторэтилена и ЖРГДКОСТ.. 0,1-0,4. Частииы иолитетрафторэтилека предлагают подвергать воздействию нормальны;-; усилий, возникающих при иеремешивамии.In order to increase the strength and purity of the granules, it is proposed to take inert non-wetting liquids for mixing with polytetrafluoroethylene at a temperature below its boiling point. It is advisable to take as a starting material a mixture consisting of polymers obtained by suspenser and emulsion nolimerizatsii. The ratio of polytetrafluoroethylene and ЖРГДКОСТ .. 0.1-0.4. Parts and tetrafluoroethylether are suggested to be exposed to normal; -; effort arising from imeryshivamii.
Порошкообразный политетрафторэтилен, который получен в автоклаве в тонкодксперсной форме пли измельчен в обычных мельницах дл мокрого размола или размола в CVXOM состо 1ии до частиц со средним размером максимум 0,5 мм или получен любым другим снособо;м , ввод т в инертную жидкость, поверхностное нат жение которой на границе с полнтетрафторэтнле1 ом так велико, что он i;e смачиваетс , т. е. краевой угол с:,1а- нвани между поверхностью, ири.ген емой дл rpai лированн жидкости, и поверхностью полнгстрафторэтилена должен быть более 90°. В качестве инертной жидкости подразумеваетс така жидкость, котора не вступает ни в какое обменное взанмодействне химической природы с исходным политетрафторэтиленовым материалом. При этом безразлично, идет ли речь о чистых оргаиических или неорга)1ических веигествах или о смес х жидкостей, ;;,;н о растворах твердых вещест;;. Жидкость дл гранулировани;, в качестве которой прелдит- тнтельно использовать чистую воду, котор;к, с ноперхностью лолитетрафторэт):ле;:а оОраз;-ют К|)асисй угол 180°. довод т до -leAUiepaTypbi HecKo ijKO более низкой, чем тc лпe зaтy;;a к;;пенп . Затем в жидкост ; .исходны ; нолугет афторэтиленовый материал подвергаетс механическому воздействию таким образом, что на частички действуют преимущественно иормальиые силы, однако при этом трехфазна система политетрафторэтилен - жидкость газ должна оставатьс в области гранулировани . Через соответствующее врем образуютс граиулы с ровной поверхностью, которые без затруднений отдел ютс механическим путем от несмачивающего гранулирующего средства, остаток которого впоследствии удал ют с помощью сушки. Поверхность гранул тем ровнее, чем меньше дол еще имеющихс сил сдвига при переносе работы. Такие технические свойства гранулированного политетрафторэтилена как насыпной вес, сыпучесть и размер зерен, а также выбор техиических параметров при гранулировании завис т от размера частиц исходного политетрафторэтиленового материала, в особенности от удельной поверхности, а также от физических свойств примен емой при гранулировании жидкости, причем указанна удельна поверхность и физические свойства комбинированно оказывают вли ние на параметры ироцесса гранулироваии и на свойства получаемого гранулированного продукта. Преимущественное отнонление по массе политетрафторэтилеиа к примен емой при гранулировании жидкости находитс в области между 0,02 и 1,0, преимущественным образом это соотношение составл ет от 0,1 до 0,4. Это соотношение равным образом оказывает вли ние на технические характеристики гранулированного продукта. Установлено, что гранулы почти шаровидной формы и гранулированный продукт, обладающий хорошей сыпучестью, могут быть получены в том случае, если переносна на политетрафторэтилен сила более чем на 80 процентов вл етс нормальной силой. Это наблюдаетс во всех тех случа х, когда частицы политетрафторэтилена сталкиваютс преимущественным образом сами с собой или с равными плоскост ми. В частности, установлено, что исходный политетрафторэтиленовый материал волокнистой структуры, например, имеющий частицы со средиим размером 0,1-0,3 мм, т. е. материал, обычно получаемый в мельницах дл мокрого размола без затруднений может быть подвергнут гранулированию в чистой воде. Дл этого используют воду с температурой 80-100°С. Причем наиболее выгодно нагревать воду до 94-98°С, а распределенна по объему энерги в области действи одной или нескольких мешалок должна составл ть 30-lOOW/л. Из тонкодисперсного, не обладающего сыпучестью и имеющего частицы различной формы, порошкообразного политетрафторэтилена можно получать гранулированный продукт , характеризующийс хорошими механическими свойствами. В соответствии с требуемыми свойствами гранулированного продукта и в соответствии с величиной и формой частиц исходного политетрафторэтиленового материала может быть произведен выбор примен емой при гранулировании жидкости из многих жидкостей. С наибольшим предпочтением могут быть использованы чиста вода или водные растворы неорганических соединений, которые уже наход т применение при осуществлении обычных способов получени политетрафторэтилена . Пример 1. Используют сосуд на 5 л с мешалкой , создающей различное дробление потока , в котором нагревают 2,5 л 50%-ного раствора азотной кислоты до 60°С. Затем в сосуд ввод т 500 г тонкодисперсиого порошкообразного политетрафторэтилеиа и содержимое перемешивают в течение 30 мин с удельной энергией 25 вт/л. Качественные характеристики исходного материала и полученного гранулированного продукта видны из приведенного ниже сопоставлени . Исходный Гранулирован-материал ный продукт Величина частиц, мм 0,060,42 Кажуща с плотность, 290780 физическое состо ние Не обладает Обладает сыпучестью сыпучестью , -. Полученные гранулы имеют шаровидную форму и твердую поверхность. Пример 2. В аппарат, описанный в примере 1, загружают 2,5 л 20%-иого раствора гидроокиси аммони при 80°С и 500 г волокнистого порошкообразного политетрафторэтилена перемешивают с энергией примерно 15 вт/л. Система закрыта. Спуст 15 мин получают следуюший гранулированный продукт, отдельные гранулы которого имеют ровную поверхность и обладают относительно высокой пластичностью, приведенной ниже. Исходный Гранулирован материал ный продукт Величина частиц, мм 0,130,66 Кажуща с плотность, 350620 г/л Не обладаетОбладает Физическое состо ние сыпучестьюсыпучестью Пример 3. В такой же аппарат загружают 2,5 л воды с 5% азотнокислого аммони , который понижает поверхностное нат лсение на границе с политетрафторэтиленом, при 95°С и примерно с энергией 60 вт/л перемешивают в этом приборе 300 г гранулированного иеизмельчеиного политетрафторэтилена, полученного полимеризацией в суспензии. Анализ просеиванием в сухом состо нии показывает, что средний размер частиц составл ет 0,46- мм. Спуст 60 мин получают гладкие и твердые гр..чулы с приведенными . шже характеристиками.The powdered polytetrafluoroethylene, which is obtained in an autoclave in finely divided form, is crushed in conventional mills for wet grinding or grinding in CVXOM state 1 to particles with an average size of maximum 0.5 mm or obtained by any other method; m, are injected into an inert liquid, the surface tension The temperature of which at the boundary with full tetrafluoroethne1 is so large that it i; e is wetted, i.e. the contact angle with:, between the surface irized for the rpaylated liquid, and the surface of full tetrafluoroethylene should be more than 90 °. As an inert liquid, it is meant such a liquid that does not enter into any exchangeable chemical nature with the original polytetrafluoroethylene material. It does not matter whether it is a question of pure organic or non-organic media or mixtures of liquids, ;;,; and solid solutions ;;. Liquid for granulation; in which quality clean water can be used; to, with a surface of lolitetrafluoroeth): le;: ooraz; -yo K |) 180 ° angle. adjusted to -leAUiepaTypbi HecKo ijKO lower than tp lp zaty ;; a k ;; penp. Then into the liquid; . origin; The naphthaum ethylene ethanol material is subjected to mechanical action in such a way that the particles are mainly affected by normal forces, however, the three-phase polytetrafluoroethylene-liquid-gas system must remain in the granulation area. After a suitable time, graiules with a smooth surface are formed, which are easily separated mechanically from a non-wetting granulating agent, the residue of which is subsequently removed by drying. The surface of the granules is the smoother, the smaller the proportion of still existing shear forces during the transfer of work. Such technical properties of granulated polytetrafluoroethylene as bulk weight, flowability and grain size, as well as the choice of technical parameters during granulation depend on the particle size of the original polytetrafluoroethylene material, in particular, on the specific surface, as well as on the physical properties of the liquid used in the granulation, and the specified specific The surface and physical properties combine to influence the parameters of the granulation process and the properties of the resulting granulated product. The preference by weight of polytetrafluoroethylenes to the liquid used in the granulation is in the range between 0.02 and 1.0, and this ratio is preferably from 0.1 to 0.4. This ratio also affects the technical characteristics of the granular product. It has been found that almost spherical granules and a granular product with good flowability can be obtained if the force transferred to polytetrafluoroethylene more than 80 percent is a normal force. This is observed in all those cases where particles of polytetrafluoroethylene collide predominantly with themselves or with equal planes. In particular, it was found that the polytetrafluoroethylene starting material of a fibrous structure, for example, having particles with an average size of 0.1-0.3 mm, i.e., the material usually obtained in wet grinding mills can be granulated in pure water without difficulty. . To do this, use water with a temperature of 80-100 ° C. Moreover, it is most advantageous to heat water to 94-98 ° C, and the energy distributed over the volume in the area of action of one or several mixers should be 30-lOOW / l. From finely dispersed, free-flowing, and having particles of various shapes, powdered polytetrafluoroethylene, a granular product can be obtained, which is characterized by good mechanical properties. In accordance with the desired properties of the granulated product and in accordance with the size and shape of the particles of the starting polytetrafluoroethylene material, a choice can be made of the liquid used in the granulation of many liquids. With the greatest preference, pure water or aqueous solutions of inorganic compounds, which are already used in conventional methods for producing polytetrafluoroethylene, can be used. Example 1. A 5 L vessel with a stirrer is used, which creates a different flow splitting, in which 2.5 L of a 50% aqueous solution of nitric acid is heated to 60 ° C. Then, 500 g of finely divided PTFE powder is introduced into the vessel and the contents are mixed for 30 minutes with a specific energy of 25 W / L. The qualitative characteristics of the starting material and the obtained granulated product are visible from the comparison below. Source Granular-material product Particle size, mm 0.060.42 Physical state apparent with density, 290780 Does not have flowability, -. The resulting granules have a spherical shape and a hard surface. Example 2. In the apparatus described in example 1, load 2.5 liters of 20% ammonium hydroxide solution at 80 ° C and 500 g of fibrous powdered polytetrafluoroethylene mixed with an energy of about 15 W / L. The system is closed. After 15 minutes, the next granulated product is obtained, the individual granules of which have a flat surface and have a relatively high plasticity, shown below. Source Granulated material product Particle size, mm 0.130.66 Apparent density, 350620 g / l Not possesses Physical state of friability and melting Example 3. 2.5 l of water with 5% ammonium nitrate is charged to the same apparatus, which lowers surface tension on the border with polytetrafluoroethylene, at 95 ° C and approximately with an energy of 60 W / l, 300 g of granulated, ground-hardened polytetrafluoroethylene obtained by suspension polymerization is stirred in this device. A dry screen analysis shows that the average particle size is 0.46 mm. After 60 minutes get smooth and hard gr .. Chula with the above. Shzhe characteristics.