專利名稱：：粒狀填充聚四氟乙烯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種粒狀填充聚四氟乙烯及其制備方法，屬于高分子材料加工與應用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：聚四氟乙烯具有耐熱、耐寒、耐化學藥品性及優(yōu)良的耐候性，并具有特殊的電性能、表面特性、不粘性、自潤滑性和低摩擦系數(shù)等特點，己廣泛應用于國防、軍工、航天航空、汽車、石油化工等許多領(lǐng)域。但由于PTFE粉末流動性差、表觀密度低，不適用于自動模壓過程。而由于生產(chǎn)自動化的要求以及成型特定(或特殊)制品的要求，需要PTFE樹脂具有良好的粉末流動性和高的表觀密度。國外在該領(lǐng)域的研究較多，技術(shù)成熟，粒狀填充聚四氟乙烯的生產(chǎn)多由PTFE樹脂生產(chǎn)公司完成，如日本旭硝子公司的G300系列和大金公司的M-390系列、美國杜邦公司的8系列以及3M公司的1600系列等。而且，根據(jù)制品外觀、制品形狀以及高速自動模壓等適用情況，己進行了深入的分級。其不同牌號的粒狀填充聚四氟乙烯均有較為明確的適用場合。國內(nèi)雖然也有一些公司生產(chǎn)并銷售粒狀聚四氟乙烯產(chǎn)品，但其產(chǎn)品單一，且性能、質(zhì)量穩(wěn)定性等與國外同類產(chǎn)品存在很大差距。此外，美國專利4241137和6203733Bl公布了不需要表面活性劑的液-液成粒方法，但上述專利公布的方法得不到粒徑小且粒徑分布窄的粒狀聚四氟乙烯。在美國專利6451903B1、6458457B1、6350801B1和6197862B1中，以及中國專利01117153.7、96197046.4、96197856.2、98803199.X、98803200.7和98804388.2中均公布了較為類似的、在不溶于水的有機液體和陰離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑共同作用下的制備粒狀填充聚四氟乙烯的方法。但上述專利中提供的方法工藝復雜，需要分段變速攪拌，甚至需要加熱。美國專利6281281B1和6440559B1與中國專利96198202.0、98803188.4和98804391.2公布了在陰離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑作用下的干法成粒過程工藝方法，但由于上述方法需要專用的旋轉(zhuǎn)底盤式高速混合設備，工藝成本高。
發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種粒狀填充聚四氟乙烯及其制備方法，成粒過程中攪拌速度不需要分段調(diào)節(jié)，保持在一定范圍即可，也不需要加熱與專用的設備。所制備粒狀填充聚四氟乙烯形狀規(guī)則、平均粒徑小、粒徑分布窄、粉末流動性優(yōu)異。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)特征在于組份配方如下聚四氟乙烯70質(zhì)量比，硫酸鋇325目30質(zhì)量比，蒸餾水200~600質(zhì)量比，有機液體30-100質(zhì)量比，表面活性劑0.01~1.00質(zhì)量比。所述的有機液體為醇、醚、酮、脂肪族烴、芳香族烴及鹵代烴。所述的鹵代烴為氯代和氟代烴。如，二氯甲烷、四氯乙烯、三氯乙烯、氯仿、氯苯、三氯三氟乙烷、氟代三氯甲垸、二氟四氯乙烷、1,1,1-三氯乙垸、1,1-二氯-2,2，3,3,3-五氟丙垸、1,3-二氯-1,1，2，2,3-五氟丙烷、l,l-二氯-l-氟乙烷和1,1-二氯-2,2，2-三氟乙烷等。所述的表面活性劑為非離子型表面活性劑和陰離子型表面活性劑。所述的非離子型表面活性劑為聚氧乙胺、垸基胺、聚氧乙烯垸基醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基按、聚(亞烷基)二醇和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚。所述的陰離子型表面活性劑為高級脂肪酸及其鹽類、垸基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽和烷基磷酸酯。尤其是，高級垸基醇硫酸鹽，如十二烷基硫酸鈉，含氟硫酸型或羧酸型陰離子表面活性劑(具有氟烷基或氟氯烷基)。一種制備粒狀填充聚四氟乙烯的方法，其特征在于制備步驟如下-步驟1、首先通過常規(guī)干法機械混合硫酸鋇和聚四氟乙烯微粉得填充聚四氟乙烯微粉；步驟2、然后將上述填充得到的聚四氟乙烯微粉、表面活性劑和蒸餾水依次加入反應釜中，攪拌35分鐘后滴加有機液體，530分鐘加完，繼續(xù)攪拌0~30分鐘，在整個成粒過程中攪拌速度控制在8001200轉(zhuǎn)/分鐘范圍內(nèi)；步驟3、最后水洗數(shù)次，干燥，即得粒狀填充聚四氟乙烯。保證有機液體與水混合物在25攝氏度時的表面張力應不高于35達因每厘米。在陰離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑作用下能與水形成液-液界面且以小液滴分散于水中。有益效果本發(fā)明提出的粒狀填充聚四氟乙烯其主要成分為30%硫酸鋇(質(zhì)量百分比，下同)填充聚四氟乙烯。其制備采用濕方法造粒，將預先混合的填充聚四氟乙烯微粉用有機液體潤濕，在陰離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑作用下與水形成液-液界面經(jīng)不同的攪拌方式凝聚成粒。本發(fā)明的優(yōu)點是(1)本發(fā)明所提出的制備粒狀填充聚四氟乙烯的新方法簡單易行、工藝穩(wěn)定。(2)本發(fā)明所提供的粒狀填充聚四氟乙烯形狀規(guī)則、平均粒徑小、粒徑分布窄、粉末流動性優(yōu)異、表觀密度高且易成型。(3)本發(fā)明所提供的粒狀填充聚四氟乙烯制備的模壓制品拉伸強度和斷裂伸長率優(yōu)異。圖l、圖2、圖3、圖4和圖5分別為由實例1、實例2、實例3、實例4和實例5所得粒狀填充聚四氟乙烯的偏光顯微鏡照片，放大倍數(shù)均為40倍。具體實施例方式現(xiàn)對本發(fā)明作進一步描述實施例1:將20克30%硫酸鋇填充聚四氟乙烯微粉、1~2毫升5%全氟辛酸氨水溶液和60克蒸餾水依次加入反應釜中，攪拌3~5分鐘后滴加15.6克有機液體二氯甲烷，510分鐘加完，繼續(xù)攪拌35分鐘，過濾，水洗數(shù)次，干燥，即得粒狀填充聚四氟乙烯(見圖1)。實施例2:將20克30%硫酸鋇填充聚四氟乙烯微粉、5~10毫升1%十二垸基苯磺酸鈉水溶液和60克蒸餾水依次加入反應釜中，攪拌3~5分鐘后滴加15.6克有機液體二氯甲垸，5~10分鐘加完，繼續(xù)攪拌020分鐘，過濾，水洗數(shù)次，干燥，即得粒狀填充聚四氟乙烯(見圖2)。實施例3:將20克30%硫酸鋇填充聚四氟乙烯微粉、1~2毫升1%全氟壬烯氧基苯磺酸鈉(FBS)水溶液和60克蒸餾水依次加入反應釜中，攪拌35分鐘后滴加15.6克有機液體二氯甲烷，515分鐘加完，繼續(xù)攪拌020分鐘，過濾，水洗數(shù)次，干燥，即得粒狀填充聚四氟乙烯(見圖3)。實施例4:將20克30%硫酸鋇填充聚四氟乙烯微粉、1毫升5%聚氧乙胺(0A-12)水溶液和60克蒸餾水依次加入反應釜中，攪拌3~5分鐘后滴加15.6克有機液體二氯甲烷，5-15分鐘加完，繼續(xù)攪拌310分鐘，過濾，水洗數(shù)次，干燥，即得粒狀填充聚四氟乙烯(見圖4)。實施例5:將20克30%硫酸鋇填充聚四氟乙烯微粉、1毫升5%聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚聚醚(L42)水溶液和60克蒸餾水依次加入反應釜中，攪拌35分鐘后滴加15.6克有機液體二氯甲烷，520分鐘加完，繼續(xù)攪拌05分鐘，過濾，水洗數(shù)次，干燥，即得粒狀填充聚四氟乙烯(見圖5)。表l為由實例l、實例2、實例3、實例4和實例5所得粒狀填充聚四氟乙烯的部分性能數(shù)據(jù)。表1_<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注拉伸強度與斷裂伸長率是30%硫酸鋇填充聚四氟乙烯粒料模壓制品的性能數(shù)據(jù)。權(quán)利要求1.一種粒狀填充聚四氟乙烯，其特征在于組份配方如下聚四氟乙烯70質(zhì)量比，硫酸鋇325目30質(zhì)量比，蒸餾水200～600質(zhì)量比，有機液體30～100質(zhì)量比，表面活性劑0.01～1.00質(zhì)量比。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒狀填充聚四氟乙烯，其特征在于所述的有機液體為醇、醚、酮、脂肪族烴、芳香族烴及鹵代烴。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粒狀填充聚四氟乙烯，其特征在于所述的囪代烴為氯代和氟代烴。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒狀填充聚四氟乙烯，其特征在于所述的表面活性劑為非離子型表面活性劑和陰離子型表面活性劑。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粒狀填充聚四氟乙烯，其特征在于所述的非離子型表面活性劑為聚氧乙胺、烷基胺、聚氧乙烯烷基醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基按、聚(亞垸基)二醇和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粒狀填充聚四氟乙烯，其特征在于所述的陰離子型表面活性劑為高級脂肪酸及其鹽類、垸基硫酸鹽、垸基磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽和垸基磷酸酯。7.—種制備權(quán)利要求1~6所述的粒狀填充聚四氟乙烯的方法，其特征在于制備步驟如下步驟1、首先通過常規(guī)干法機械混合硫酸鋇和聚四氟乙烯微粉得填充聚四氟乙烯微粉；步驟2、然后將上述填充得到的聚四氟乙烯微粉、表面活性劑和蒸餾水依次加入反應釜中，攪拌3~5分鐘后滴加有機液體，5~30分鐘加完，繼續(xù)攪拌0~30分鐘，在整個成粒過程中攪拌速度控制在800~1200轉(zhuǎn)/分鐘范圍內(nèi)；步驟3、最后水洗數(shù)次，干燥，即得粒狀填充聚四氟乙烯。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粒狀填充聚四氟乙烯，其特征在于保證有機液體與水混合物在25攝氏度時的表面張力應不高于35達因每厘米。全文摘要本發(fā)明涉及一種粒狀填充聚四氟乙烯及其制備方法，技術(shù)特征在于組份配方如下聚四氟乙烯、硫酸鋇、蒸餾水、有機液體和表面活性劑。制備步驟如下首先通過常規(guī)干法機械混合硫酸鋇和聚四氟乙烯微粉得填充聚四氟乙烯微粉；然后將上述填充得到的聚四氟乙烯微粉、表面活性劑和蒸餾水依次加入反應釜中，攪拌3～5分鐘后滴加有機液體，5～30分鐘加完，繼續(xù)攪拌0～30分鐘，在整個成粒過程中攪拌速度控制在800～1200轉(zhuǎn)/分鐘范圍內(nèi)；最后水洗數(shù)次，干燥，即得粒狀填充聚四氟乙烯。本發(fā)明提出的粒狀填充聚四氟乙烯形狀規(guī)則、平均粒徑小、粒徑分布窄、粉末流動性優(yōu)異、表觀密度高且易成型。制備方法簡單易行、工藝穩(wěn)定。文檔編號C08J3/12GK101307166SQ20071001787公開日2008年11月19日申請日期2007年5月17日優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日發(fā)明者于秀榮,寇開昌,王志超,顏錄科申請人:西北工業(yè)大學