本发明涉及一种氟热塑塑料水分散体的加工方法,该方法可连续运行并以高生产能力提供高级的产品。 本发明方法的特征在于:
-在聚合生成的水分散体中,用氢离子基本上取代阳离子;
-压缩分散体,必要时用水稀释后进行;
-压缩的分散体通过一个或多个小开孔减压并由此凝结;
-将凝结相放到过滤器上,必要时用水稀释和/或升温后进行;
-在那洗涤;
-机械预脱水;
-粉碎成可流动的产物;
-必要时干燥达到所要求的剩余水份。
下面对本发明优选实施方案进行更详细地解释。
该方法设计成可全部连续进行。当然也可以是某一个步骤连续进行而其它的步骤间歇式进行。优选是连续地实施,因为这不仅经济,而且也能保证均匀的高产品质量。
本发明的方法可用全部通常的氟热塑塑料进行,例如含至少一种共聚用单体的四氟乙烯共聚物,所说的共聚用单体选自二氟乙烯,六氟丙烯,氯三氟乙烯,一种低级全氟(烷基乙烯基)醚例如全氟(丙基乙烯基)醚和乙烯。
可用已知的方法生产氟热塑塑料的水分散体。例如用高锰盐体系开始聚合,因为生成的阳离子总归要从体系中除去。
优选用强酸离子交换器进行氢离子取代阳离子,所述强酸离子交换器必要时可借助于简单的预试验从许多市售型中选出。在这种情况下视选择而定,所有阳离子基本上从聚合物分散体中除去,因为它的残留将会影响产品质量。
如此获得的分散体-必要时用水稀释后-首先压缩,然后通过风口或狭缝孔经减压从而凝结。该过程可在市售高压均化器中进行。压力视所用设备而定,一般压力为200至400巴,适宜大约300巴。
凝结相形成一种或多或少浆硬的糊或泡沫。必要时用水将它稀释,此稀释可在一混合器中进行。必要时,可将温度升至大约50℃,以利于输送和进一步加工。
然后将如此所得可良好输送的凝结相送到过滤器上。合适的是滤器带压机,在其滤器带上得到薄层凝结物,该层的厚度这样来确定,即使聚合中的化学助剂可容易地洗去。
没有用于凝结地化学助剂(如强酸)这一方法也能进行,含相当易溶的聚合助剂,例如全氟辛酸,其盐用作乳化剂。这样,不仅简化本发明的方法,而且还能节省洗液。由此又简化了聚合助剂的回收并减少了废水。优选洗液是水,其温度优选至少是60℃,适宜是80至90℃。
洗涤的凝结物被送入滤器带压机的压缩区,在那用机械方式部分地脱去水。借此在最终干燥时大大减少所用能量。
然后由这样机械预干燥得到的压饼以已知的方法粉碎成可流动的产物,适宜在一磨碎机中并接着在一所谓的压制机中,后者由一带底模(带孔的底盘)的碾磨机组成。
得到如此好的可流动的颗粒,它不再吸水。依聚合物而定,这样颗粒含大约2-12%(重量)的残留水份。
让该可流动的产品-如果需要-继续充分地干燥,例如在流化床或在干燥塔中。用已知方法根据材料的特性、特别是聚合物的敏感性调整干燥条件。
当然还可这样进行干燥步骤,即将可能还附着的挥发杂质(如多余的全氟辛酸)排出并从废气中回收,特别是当从废气中回收比从废水中回收更适宜时。
干燥达到所要求的残留水分的产物能很好地进行加工,以致于例如干燥器可直接与熔融挤塑机联接。从而可以达到很高的挤出效率。
干燥的产物能很容易地磨碎并能直接连续地送入碾磨机中。
在少量残留水的情况下,可用带脱气的双螺杆挤出机进行挤出而无需预先干燥。
在下面的实施例中更详细地解释本发明。其中的百分率是重量百分率。
实施例1
将含60%四氟乙烯、25%二氟乙烯和15%六氟丙烯的三元共聚物的33%水分散体泵送通过一含市售强酸离子交换剂(LEWATITSP 112,拜尔公司,Leverkusen)的柱,该分散体含有全氟辛酸的铵盐(作为乳化剂)和原系统的锰(Ⅱ)离子。柱填充是这样确定的,即每种阳离子的剩余量低于0.2ppm。
脱盐的洗提物用饱和盐水稀释到18%聚合物的浓度并泵入一高压均化器(制造商:APV Gaulin GmbH,Lǖbeck)。在均化器中将分散体压缩到300巴并经一狭环形间隙减压。在此情况下分散体定量凝结,由此生成浆硬糊。将该糊送入一混合器中并用饱和盐水稀释到固体物料量为10%,再加热到40℃。将加此得到的流动性良好的糊泵抽到滤器带压机的滤器带上,摊开成一薄层并用80至90℃的水洗涤。在此情况下尽可能地除去聚合中的助剂(乳化剂,调节剂及类似物)。在过滤器带压机的加压区,经过洗涤的糊被脱水至17%残留水含量。生成的压饼从滤器带压机送入一碾磨机中,在那将压饼磨碎。由碾磨机出来的压饼块落入压制机(带底模的轮碾机,制造商:Kahl公司,汉堡)中并在那压成长3mm、直径2mm的粒料。在此情况下进一步机械挤出水,使粒料的残留水分为12%。粒料不再被水润湿。将粒料送入干燥塔,用120℃空气逆流干燥。
干燥的粒料可直接经卸料螺旋运输机送入熔融挤出机并制成熔融粒状产物。
在本发明的另一实施方案中,干燥的粒料连续进入碾磨机并磨成细粉末。
实施例2
将含95%四氟乙烯、3.5%全氟(丙基乙烯基)醚和1.5%六氟丙烯的三元共聚物的25%水分散体泵送通过一含市售强酸离子交换剂(LEWATIT SP 112,拜尔公司,Leverkusen)的柱,该分散体含有全氟辛酸的铵盐(作为乳化剂)和原系统的锰(Ⅱ)离子。柱填充是这样确定的,即每种阳离子的剩余量低于0.2ppm。
脱盐的洗提物用饱和盐水稀释到16%聚合物的浓度并泵入一高压均化剂(制造商:APV Gaulin GmbH,Lǖbeck)中。在均化器中将分散体加压到300巴并经一狭环形间隙减压。在此情况下分散体定量凝结,由此生成浆硬糊。将该糊送至一混合器中并用饱和盐水稀释到固体物料含量为8%,然后加热到40℃。将如此得到的流动性良好的糊泵抽到滤器带压机的滤器带上,摊开成一薄层,用80至90℃的水洗涤,尽可能地除去聚合中的助剂(乳化剂、调节剂及类似物)。在过滤器带压机的加压区,洗涤的糊脱水至<12%残留水含量。生成的压饼从滤器带压机送入一碾磨机中,在那磨碎压饼。从碾磨机中出来的压饼块被送入压制机(带底模的轮碾机,制造商:Kahl公司,汉堡),在那压成长3mm、直径2mm的粒料。再进一步机械挤出水,使粒料残留水分<4%。粒料不再被水润湿。将粒料送入干燥塔并在那用290℃的空气逆流干燥。
干燥的粒料可直接经卸料螺旋运输机送入熔融挤出机并制成熔融粒状产物。
实施例3
将含68%四氟乙烯、24%乙烯和8%全氟(丙基乙烯基)醚的三元共聚物的20%水分散体泵送通过一个含市售强酸离子交换剂(LEWATIT SP 112,拜尔公司,Leverkusen)的柱,该分散体含有全氟辛酸铵盐(作为乳化剂)和原系统的锰(Ⅱ)离子。柱填充是这样确定的,即每种阳离子的剩余量低于0.2ppm。
脱盐的洗提物用饱和盐水稀释到17%聚合物的浓度并泵入一高压均化器(制造商:APV Gaulin GmbH Lübeck)中。在均化器中将分散体加压至300巴并经一狭环形间隙减压。在此情况下分散体定量凝结,由此生成浆硬糊。将该糊送入一混合器中并用饱和盐水稀释到固体物含量为8%并加热到40℃。将如此得到的流动性良好的糊泵抽到滤器带压机的滤器带上,摊开成一薄层并用80至90℃的水洗涤,尽可能地除去聚合中的助剂(乳化剂、调节剂及类似物)。在过滤器带压机的加压区,洗涤的糊脱水至<12%残留水含量。生成的压饼从滤器带压机送入一碾磨机中,在那磨碎压饼。从碾磨机中出来的压饼块被送入压制机(带底模的轮碾机,制造商:Kahl公司,汉堡)中,压成长3mm、直径2mm的粒料。再进一步机械挤出水,使粒料残留水分低于6%。粒料不再用水润湿。将粒料送入干燥塔中,用200℃的氮气逆流干燥。
干燥的粒料可直接经卸料螺旋运输机送入熔融挤出机并制成熔融粒状产物。