[发明专利]聚全氟乙丙烯乳液的连续凝聚方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物乳液的凝聚领域，具体涉及一种聚全氟乙丙烯乳液的连续凝聚方法。

背景技术

聚全氟乙丙烯(FEP)是四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)的共聚物，其不仅基本保留了聚四氟乙烯优异的耐高温性、耐腐蚀性、电性能和物理机械性能等，还具有热塑成型的特点，因而加工性能良好，用途广泛。

现有的聚全氟乙丙烯工业化聚合方法主要有乳液聚合、溶液聚合。乳液聚合由于操作简单、反应速度快、设备利用率高、生产成本较低等优点而被广泛采用。

采用乳液聚合方法制备的聚全氟乙丙烯树脂，聚合乳液需要经过凝聚、洗涤、烘干等后处理工艺。凝聚工艺是一个乳液破乳的过程，目前采用的凝聚方法多是采用机械搅拌破乳(加入或者不加凝聚剂)的方法，即通过对乳液进行高速搅拌，使得高分子聚合物由于高速剪切、相互撞击而形成体积较大的粒子从乳液中析出。

例如，中国专利CN200610170939.8公开了一种聚全氟乙丙烯乳液的凝聚方法，它包括向聚全氟乙丙烯乳液中加入1～10℃无离子水，搅拌。这种凝聚方法所需的凝聚时间要比用常温无离子水的凝聚方法节省1/3-1/2。

中国专利CN201110327195.7公开了一种聚全氟乙丙烯乳液的凝聚方法，它包括在凝聚过程中向乳液中加入不溶于水的液体(脂肪烃、芳香烃、脂肪烃卤代物及其低聚物、芳香烃卤代物中的一种或多种)可以控制凝聚粒子的粒径。

虽然现有的凝聚方法能做到凝聚时间短、凝聚粒子粒径可控，但是所有这些方法都是间歇式的。即需要将聚合物乳液至于凝聚筒中搅拌一段时间，随后出料。这种方法不仅降低了设备的利用率，而且不利于后续洗涤、干燥、造粒等工艺的连续化运行。

另外，如上述现有技术方法所述，对聚全氟乙丙烯乳液进行凝聚之前需用去离子水对乳液进行稀释，这样生产成本增加，工艺也变得复杂。

由以上所述可知，目前聚全氟乙丙烯乳液的凝聚方法普遍存在以下两方面问题：

1)处理方式是间歇式，设备利用率低，不利于后续洗涤、干燥、造粒工艺的连续化进行；

2)凝聚前需用去离子水对乳液进行稀释，生产成本增加，工艺复杂。

因此，仍需要开发一种聚合物乳液的凝聚(破乳)方法，它能连续进行，从而提高凝聚效率，降低产品的成本。

管线式乳化机是一种用于工业生产中产品的乳化设备。它能高效、快速、均匀地将一个相或多个相(液体、固体、气体)进入到另一互不相溶的连续相(通常液体)的过程。而在通常情况下各个相是互不相溶的。当外部能量输入时，两种物料重组成为均一相。由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，形成悬浮液(固/液)，乳液(液体/液体)和泡沫(气体/液体)。从而使不相溶的固相、液相、气相在相应成熟工艺和适量添加剂的共同作用下，瞬间均匀精细的分散乳化，经过高频的循环往复，最终得到稳定的高品质产品。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种聚合物乳液的凝聚(破乳)方法，它能连续进行，从而提高凝聚效率，降低产品的成本。

因此，本发明的一个方面涉及一种聚合物乳液的凝聚方法，它包括将聚合物乳液连续地通入管线式乳化机的步骤；

所述管线式乳化机的有效容积比α为0.2-0.6；动力系数K满足K≥10000。

本发明的另一方面涉及管线式乳化机在用连续法凝聚聚合物乳液中的用途。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明。附图中：

图1是常规的管线式乳化机的结构示意图。

具体实施方式

在本发明中，术语“有效容积比α”是指管线式乳化机泵腔内有效容积与泵腔容积之比。所述有效容积是指在管线式乳化机泵腔内除去旋转轴、定子和转子以后剩下的体积。

在本发明中，术语“动力系数K”由K＝Pv/μ/n²算得，式中，Pv为每单位体积所用功率，单位W/m³；μ为乳液粘度，单位Pa·s；n为转速，单位rps。

在本发明中，术语“凝聚液残粉率”是指凝聚液中100g水所含聚合物的质量与凝聚之前乳液中100g水所含聚合物的质量之比，它可采用如下计算公式算得：

残粉率＝m₁/m₂,

其中，m₁是聚合物乳液中，100g水对应的聚合物的质量；