[发明专利]一种利用电子束制备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，特别涉及一种利用电子束辐照和四氯化碳制备聚四氟乙烯超细粉的方法。

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，树脂很容易附在一起，不易分散。PTFE超细粉（微粉）是低分子量的聚四氟乙烯，达到超细程度的PTFE超细粉，分子量低于1万以下，粒径在0.5-15μm的PTFE微粉系列，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明显等等。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。与塑料或橡胶混合时可用各种典型的粉末加工方法，如共混等，在油和油脂中添加聚四氟乙烯超细粉，可降低摩擦系数，只要加百分之几，就可提高润滑油的寿命。其有机溶剂分散液还可作脱模剂。

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TFE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降解，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降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并严格控制。

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利用电子束辐照和四氯化碳制备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：

一种利用电子束制备PTFE超细粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：

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

（2）提供一种电子加速器，包括高频振荡器，辐照窗，位于辐照窗下方的循环小车；将聚四氟乙烯粉料置于循环小车上；开启电子加速器；电子加速器产生高能电子束对聚四氟乙烯粉料进行辐照，辐照剂量为300-500KGy；使高分子的聚四氟乙烯粉料裂解得到粒径为100μm以下的聚四氟乙烯细粉；

提供一种喷淋装置，在辐照过程中，通过所述喷淋装置将与待喷淋聚四氟乙烯重量比3-8%的四氯化碳液体喷淋在聚四氟乙烯粉料表面；

（3）提供一种气流粉碎机，对聚四氟乙烯细粉进行再粉碎、分级，聚四氟乙烯细粉分散成平均粒径在5μm以下的聚四氟乙烯超细粉。

进一步地，在上述方法中，所述电子加速器的能量为2MeV，束流为10mA，扫描均匀性为98%以上，扫描宽度为1000mm。

进一步地，在上述任一种方法中，在步骤（2）中，所述电子束对聚四氟乙烯粉料进行辐照的次数为2-5次，每次3-10分钟。

进一步地，在上述任一种方法中，所述辐照剂量为400KGy，辐照次数为5次，每次8分钟。

进一步地，在上述任一种方法中，所述四氯化碳液体与待喷淋的聚四氟乙烯的重量比为5%。

进一步地，在上述任一种方法中，所述电子束对聚四氟乙烯粉料进行辐照的次数为2次，每次3分钟。

进一步地，在上述任一种方法中，所述气流粉碎机包括气流喷嘴、粉碎室，压缩空气通过喷嘴高速喷射入粉碎室，在多股高压气流的交汇点处，经辐照过的聚四氟乙烯细粉颗粒被反复碰撞、磨擦、剪切而粉碎。

进一步地，在上述任一种方法中，所述气流粉碎机还包括旋风分离器、除尘器和引风机；所述气流粉碎机包括分级室，在粉碎室粉碎后的聚四氟乙烯在引风机作用下运动至分级室，在分级轮作用下，使聚四氟乙烯细粉颗粒按粒度大小分离，符合粒度要求的细颗粒通过分级轮进入旋风分离器或除尘器进行收集，不符合粒度要求的粗颗粒下降至粉碎室继续粉碎。

进一步地，在上述任一种方法中，所述气流粉碎机的气流喷嘴为拉瓦尔喷嘴。

进一步地，在上述任一种方法中，所述气流粉碎机具有干燥过滤装置，所述干燥过滤装置位于喷嘴前。