[发明专利]一种含氟聚合物微粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氟聚合物微粉的制备方法，尤其涉及一种由含氟聚合物乳液破乳制备含氟聚合物微粉的方法。

背景技术

含氟聚合物如聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等，由于具有优异的耐高低温性能、介电性能、化学稳定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系数等特性，在原子能、航空航天、电子电气、化工、机械、建筑、制药、医疗、纺织等工业中广泛应用。

含氟聚合物微粉特别是PTFE微粉，其化学结构形式并未改变，因此其性能与通用含氟聚合物没有区别，但由于其粒度细且软、有较好的分散能力、能均匀地分散于其他基材中从而改变其特性，如改善润滑性、改善耐磨性、增强耐擦伤、增加剥离性、赋予抗污性、提高阻燃性及增加拒水性等。因此，它的主要用途是在其他材料中用作添加剂，包括作为润滑油脂的改性添加剂、作为油墨的改性添加剂、作为高分子材料的改性添加剂、作为涂料的改性添加剂、作为无油润滑剂、作为化妆品的改性添加剂等等。由于粉末的粒径更小，在例如用作涂料添加剂时等，能够形成具有更优异的表面平滑性的涂膜；而亚微米级PTFE可在复合耐磨镀层中使用，作为抗磨润滑剂使用时，其耐磨效果也较微米级微粉的效果好。此外PCTFE、PVDF和ETFE微粉由于其粒径小、性能好，也常用做粉末涂料。

通过乳液聚合法生产PTFE微粉，一般是在乳化剂存在下，利用四氟乙烯单体乳液聚合的方法得到PTFE乳液，PTFE乳液通过凝聚、干燥获得PTFE微粉，如CN1948355、CN102443086中都是采用常规的凝聚法破乳，其中CN1948355制得的低分子量PTFE树脂的平均粒径为5~8μm。PTFE以外的含氟聚合物微粉也利用大体相同的方法制造。

乳液的凝聚过程也属于破乳过程，破乳方式有两种即化学破乳和物理破乳。化学破乳为向乳液中加入无机盐、酸等电解质达到破乳的效果。物理破乳包括冷冻、电沉降和搅拌等方式。目前含氟聚合物乳液所采用的破乳方式大都是凝聚法破乳，在乳液中加入或不加电解质，经一定的搅拌形式，通过高速剪切使初级粒子相互撞击结合成体积更大的二次粒子从乳液中凝聚析出，从而达到破乳效果。由于这些方法中初级粒子经结合而体积变大，凝聚得到的含氟聚合物微粉的粒径较其初级粒子要大很多，通过常规方式干燥后通常还需经过粉碎，但平均粒径一般也在5μm以上，且还需经充分水洗除掉乳化剂和凝聚剂，所需工序多、周期长，且能耗大，浪费大量的水。

发明内容

本发明针对现有技术的不足之处，提供一种工序少、周期短、粉体粒子粒径小的含氟聚合物微粉的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种含氟聚合物微粉的制备方法，将含氟聚合物乳液与有机溶剂按体积比0.25:1~5:1混合进行破乳，然后将破乳后的悬浮液干燥即得到平均粒径为0.3~5μm的含氟聚合物微粉。

进一步的：

破乳可在搅拌下进行，所述的搅拌转速为50~200r/min。

所述的含氟聚合物乳液的粒径为20~300nm，固含量为15~40%，乳化剂的质量百分含量为0.1~5%。

所述的含氟聚合物乳液选自低分子量聚四氟乙烯乳液、聚三氟氯乙烯乳液、聚偏氟乙烯乳液、乙烯-四氟乙烯共聚乳液中的一种。

所述的有机溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种。

所述的含氟聚合物乳液与有机溶剂的体积比为0.5:1~2:1。

所述的含氟聚合物微粉平均粒径为0.3~2.5μm。

所述的混合是指含氟聚合物乳液与有机溶剂互相以喷雾的方式混合。

所述的干燥是指纳米级超细粉脉冲气流干燥或纳米级喷雾干燥。

所述的干燥温度为110~230℃。

现有的凝聚洗涤干燥方法得到的含氟聚合物微粉粒径大、所需工序多、周期长。本发明采用有机溶剂将含氟聚合物乳液中的乳化剂溶解进行破乳，与传统的机械搅拌和加入电解质的凝聚破乳法相比，初级粒子并非主要通过凝聚结合成体积更大的二次粒子而析出，而是初级粒子表面直接失去乳化剂破乳析出，从而得到的二次粒子粒径更小，然后通过气流或喷雾干燥，得到的粉体粒子粒径小、不结块，且由于不添加凝聚剂，而乳化剂溶于有机溶剂中更容易通过高温干燥去除，因此无需洗涤，所需工序少、周期短，有机溶剂能够回收，可以循环重复使用。