[发明专利]γ射线结合臭氧和双氧水制备PTFE超细粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种γ射线结合臭氧和双氧水制备PTFE超细粉的方法。

背景技术

聚四氟乙烯（PTFE）俗称塑料王，是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物，有很强的凝聚性，很容易附在一起，不易分散。PTFE超细粉（微粉）是低分子量的聚四氟乙烯，分子量在1万以下，粒径在0.5-15μm之间，PTFE超细粉不仅保持着聚四氟乙烯原有的所有优良性能，还具有许多独特的性能：如无自凝聚性、无静电效应、相溶性好、分子量低、分散性好、自润滑性高、摩擦系数降低，不结团，容易与油或有机液体相混，与其它固体微粒也可均匀混合等等。PTFE超细粉平均粒径小于5μm，比表面大于10m²/g，摩擦系数0.06～0.07，润滑性好，能很好地分散在许多材料中。可用作塑料、橡胶、油墨、涂料、润滑油脂的防黏、减摩、阻燃添加剂，也可作干性润滑剂制成气溶胶等。PTFE超细粉可以单独作固体润滑剂使用，也可以作为塑料、橡胶、涂料、油墨、润滑油、润滑脂等的添加剂。可采用各种典型的粉末加工方法与塑料或橡胶混合，如共混等。在油和油脂中添加PTFE超细粉，可降低摩擦系数，只要加入百分之几，即可提高润滑油的寿命。其有机溶剂分散液还可作脱模剂。

臭氧是氧的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的蓝色气体，不溶于四氯化碳。臭氧具有很强的氧化性，易分解，在分解过程中产生的羟基自由基（.OH）具有极强的氧化能力。

过氧化氢，俗称双氧水，分子式H2O2，是除水外的另一种氢的氧化物。粘性比水稍微高，化学性质不稳定，一般以30%或60%的水溶液形式存放。过氧化氢有很强的氧化性，且具弱酸性。

制备PTFE超细粉的方法，决定了PTFE超细粉的结构性能、分子量及其分布。PTFE超细粉的制备方法主要有两种：1、直接用四氟乙烯调节聚合，经一定时间后终止聚合反应，产物再进行适当加工；2、用高分子量PTFE裂解，再粉碎。裂解反应制备PTFE超细粉的方法主要有热裂解和辐照裂解。辐照裂解过程中，PTFE的裂解受辐照条件的影响，辐照剂量、辐照所采用的能量来源以及氧化条件的不同，对PTFE超细粉的物理性能和化学性能均有较大影响，因此需要对PTFE辐照裂解过程中的设备和工艺条件进行优化及严格控制。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种γ射线结合臭氧和双氧水制备PTFE超细粉的方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种γ射线结合臭氧和双氧水制备PTFE超细粉的方法，包括如下步骤：

（1）将干燥的聚四氟乙烯原料用液氮进行急冷处理；将急冷处理后的聚四氟乙烯原料粉碎成粒径为100-1000μm的粉料；

（2）将聚四氟乙烯粉料放入盛具中，所述盛具密封且位于贯穿钴60辐照室的自动流水线上，其内设置有其内设置有至少1个喷淋装置接口和至少1个释放装置接口，钴60辐照室包括位于辐照室中间的至少1个钴60辐照装置、经过钴60辐照装置的自动流水线、至少1个臭氧释放装置和至少1个双氧水喷淋装置、辐射隔离墙以及控制室；

（3）聚四氟乙烯粉料随着开启的自动流水线匀速进入辐照室，在聚四氟乙烯粉料经过至少1个钴60辐照装置时，所述至少1个臭氧释放装置向聚四氟乙烯粉料喷淋臭氧，至少1个双氧水喷淋装置向聚四氟乙烯粉料喷淋双氧水，喷淋的臭氧与聚四氟乙烯粉料的重量比为0.1%-0.5%，喷淋的双氧水与聚四氟乙烯粉料的重量比为3%-8%；

（4）在经过所述至少1个钴60辐照装置时，至少1个钴60辐照装置产生的伽马射线对聚四氟乙烯粉料进行辐照，辐照剂量为40-60KGy；

（5）装有经过辐照的聚四氟乙烯粉料的盛具由自动流水线运出辐照室；

（6）用气流粉碎机将经过辐照的聚四氟乙烯粉料进行再粉碎、分级，聚四氟乙烯细粉分散成平均粒径5μm以下的聚四氟乙烯超细粉。

进一步地，所述至少1个双氧水喷淋装置和至少1个臭氧释放装置分别向聚四氟乙烯粉料喷淋双氧水和臭氧，喷淋的双氧水与聚四氟乙烯粉料的重量比为5%，喷淋的臭氧与聚四氟乙烯粉料的重量比为0.3%。

进一步地，所述至少1个钴60辐照装置为单栅板钴源。

进一步地，所述至少1个钴60辐照装置为双栅板钴源。

进一步地，步骤（4）还包括所述自动流水线与装有聚四氟乙烯粉料的盛具接合在一起，并在自动流水线的出口端将经过辐照的聚四氟乙烯粉料倒入步骤（5）所述的气流粉碎机的进料口。