一種含氟聚合物水性分散液的濃縮方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及含氟聚合物領域，具體涉及一種含氟聚合物水性分散液的濃縮方法。
【背景技術】
[0002]含氟聚合物具有優異的化學穩定性、良好的電學性能、低表面能，廣泛應用于化工、航空航天、軍事等工業中，含氟聚合物水性分散液廣泛用于石油平臺、反應器、飛行器，石油輸送管道的防腐，在日常生活不沾材料生產中得到廣泛的應用。
[0003]從聚合單元得到的含氟聚合物分散液固體含量一般小于30%，含有大量的水分，不宜直接配制涂料和使用，需要濃縮到較高濃度才可以使用，市售產品固體含量一般在60%左右。
[0004]目前含氟聚合物水性分散液的濃縮，工業上多采用化學濃縮法，操作方法為在稀的分散液中加入一定量的非離子型乳化劑，攪拌均勻后，加熱升溫至濁點，乳化劑凝結與水分離成兩相，保溫靜止分層后放出下層乳液即可得到濃縮的分散液。不足之處是此法消耗大量的乳化劑，分層后產生大量的含乳化劑廢液，污染環境，需要進行繁雜的后續處理。
[0005]為了解決以上問題，可用蒸發的方法把含氟聚合物水性分散液中的水分去除，為了降低沸點，可在負壓下進行操作，由于含氟聚合物水性分散液中含有大量的乳化劑，在沸騰狀態下產生大量的氣泡，而產生的氣泡會把含氟聚合物水性分散液帶出，造成物料損失，使得收率降低，成本大幅增加，濃縮效率低，嚴重時使得脫水濃縮無法進行。
[0006]如中國專利公開號CN102675781A，發明名稱:一種聚四氟乙烯濃縮水性分散液、制備方法及其應用，該申請案公開了一種聚四氟乙烯濃縮水性分散液，及所述聚四氟乙烯濃縮水性分散液的制備方法和在制備水性涂料中的應用。該發明雖然提及用真空濃縮方法，但在實際進行濃縮操作時，物料沸騰時有大量泡沫產生，產生的氣泡會把含氟聚合物水性分散液帶出，產生大量的有機廢水，生產成本大幅增加。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是解決現有技術的缺陷，提供一種工藝簡單、綠色環保、生產時間短、生產效率高的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法。
[0008]本發明實現上述目的采用的技術方案為:一種含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，向含氟聚合物水性分散液中加入消泡劑后，在負壓下加熱至沸騰，加熱時同時向物料中通入空氣，所述消泡劑在含氟聚合物水性分散液中的質量百分含量(wt % )為0.02?0.2 %，所述空氣流量為0.05?0.51711^11，當物料的固體含量為55?65的％時停止加熱，冷卻，出料，即得到含氟聚合物濃縮水性分散液。
[0009]所述含氟聚合物水性分散液優選為聚四氟乙烯水性分散液、改性聚四氟乙烯水性分散液、聚偏氟乙稀水性分散液、聚六氟丙烯水性分散液中的一種。
[0010]所述含氟聚合物水性分散液的固體含量優選為10?30wt%。
[0011 ]所述含氟聚合物水性分散液中優選含有小于等于2.5wt %的非離子型乳化劑。
[0012]所述含氟聚合物水性分散液中優選含有小于等于0.lwt%的離子型乳化劑。
[0013]所述消泡劑優選為高碳醇消泡劑，所述高碳醇消泡劑優選為T-30C、T-202A、DF-
10,DF-11中的一種，更優選為T-30C。
[0014]所述負壓優選為-0.95?_0.99MPa。
[0015]本發明的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，在蒸發脫除水分的過程中，加入消泡劑將脫水過程中產生的泡沫快速破碎、降低泡沫產生量，含氟聚合物水性分散液不會隨氣流帶出，使得蒸發脫水的濃縮過程順利進行，可實現快速濃縮，縮短生產時間，提高生產效率。
[0016]高碳醇是強疏水弱親水的線型分子，在水體系里是有效的消泡劑，C7?C9的醇是最有效的消泡劑，C12?C22的高碳醇借助適當的乳化劑配制成粒度為4?9μπι，含量為20?50%的水乳液，即是水體系的消泡劑，適當加入如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等具有輔助消泡作用的組分，可配制成性能良好的消泡劑。其中，T-30C是用高級脂肪醇、聚醚、高效消泡物、乳化劑為主要原料配制而成的高效消泡劑，最高沸點低于300°C，比一般消泡劑有更快速及持久的消泡、抑泡功能，在含氟聚合物水性分散液蒸發脫除水分時有高效的消泡功效，一次加入連續蒸發4小時仍有良好的消泡作用，可順利完成乳液的濃縮，具有環保、沸點低、不含硅油，加入量小，對下游用戶無影響等優點。因此，本發明所述的消泡劑優選為高碳醇消泡劑，所述高碳醇消泡劑優選為!'-30(:、1'-2024、0?-10/11中的一種，更優選為T-30C。
[0017]本發明特別適合非離子表面活性劑和離子型表面活性劑混合體系中消泡，在蒸發濃縮含氟聚合物水性分散液中使用，可快速濃縮，縮短生產時間，提高生產效率。
[0018]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0019]1、本發明加入的消泡劑具有環保、不含硅油，加入量小，濃縮后的產品對下游用戶無影響的優點。少量加入時可快速消泡，同時濃縮過程中同時通入空氣，加快了泡沫的破碎和水分的蒸出，可大幅縮短濃縮時間，提高生產效率；
[0020]2、綠色環保，本發明加入的消泡劑為生物易降解產品，只需要加入少量就可以得到良好、長效的消泡效果，脫除的水分幾乎不含有機物，可以直接排放對環境無影響；
[0021 ] 3、本發明操作方便，工藝流程簡單，反應條件溫和，效率高，易于工業化大規模生產。
【具體實施方式】
[0022]以下通過實施例對本發明進行詳細描述，但本發明并不僅限于所述的實施例。
[0023]實施例中的原料均可市售取得，其中部分原料說明如下:
[0024]T-30C消泡劑:江蘇騰達助劑有限公司生產，固體含量:99%，pH:5.5;
[0025]T-202A消泡劑:江蘇騰達助劑有限公司生產，固體含量:28%?30%，pH:7;
[0026]DF-10、DF-11消泡劑:東莞市德豐消泡劑廠生產，活性物含量:28 %?100 %，pH:5.5?7;
[0027]實施例1
[0028]將辛基酚聚氧乙烯醚含量為1.5wt%、全氟辛酸含量為0.04wt%、固體含量為18wt%的聚四氟乙烯水性分散液70kg投入100L帶攪拌和夾套的反應釜中，再加入T-30C消泡劑Hg，在壓力為-0.98MPa下攪拌加熱至沸騰，加熱時同時從反應釜底部通入流量為0.05L/min的空氣，水分被蒸出，當加熱0.5小時后停止加熱，冷卻，出料，得到固體含量為55wt %的聚四氟乙烯水性分散液。
[0029]實施例2
[0030]將異十三烷基聚氧乙烯醚含量為2.5wt%,全氟壬氧基苯磺酸鈉含量為0.02wt %、固體含量18?七％的改性聚四氟乙烯水性分散液70kg投入100L帶攪拌和夾套的反應釜中，加入T-202A消泡劑33g，在壓力為-0.99MPa下攪拌加熱至沸騰，加熱時同時從反應釜底部通入流量為0.1L/min的空氣，水分被蒸出，當加熱0.8小時后停止加熱，冷卻，出料，得到固體含量為60wt%的改性聚四氟乙烯水性分散液。
[0031]實施例3
[0032]將聚乙二醇三甲基壬基醚含量為2wt%，固體含量為30wt%的聚偏氟乙烯水性分散液70kg投入100L帶攪拌和夾套的反應釜中，加入DF-10消泡劑67g，在壓力為-0.98MPa下攪拌加熱至沸騰，加熱時同時從反應釜底部通入流量為0.5L/min的空氣，水分被蒸出，當加熱0.8小時后停止加熱，7令卻，出料，得到固體含量為59wt %的聚偏氟乙稀水性分散液。
[0033]實施例4
[0034]將曲拉通TX100含量為2wt %、十二烷基硫酸鈉含量為0.1wt %、固體含量18wt %的聚六氟丙烯水性分散液70kg投入100L帶攪拌和夾套的反應釜中，加入DF-1I消泡劑100.8g，在壓力為-0.95MPa下攪拌加熱至沸騰，加熱時同時從反應釜底部通入流量為0.3L/min的空氣，水分被蒸出，當加熱I小時后停止加熱，冷卻，出料，得到固體含量為61wt%的聚六氟丙烯水性分散液。
[0035]實施例5
[0036]將辛基酚聚氧乙烯醚含量為2wt %、全氟辛酸含量為0.06wt %、固體含量26wt %、的改性聚四氟乙烯水性分散液70kg投入100L帶攪拌和夾套的反應釜中，加入T-30C消泡劑140g，在壓力為-0.98MPa下攪拌加熱至沸騰，加熱時同時從反應釜底部通入流量為0.2L/min的空氣，水分被蒸出，當加熱1.5小時后停止加熱，冷卻，出料，得到固體含量為62wt %的改性聚四氟乙烯水性分散液。
[0037]對比例I
[0038]將辛基酚聚氧乙烯醚含量為1.5wt%、全氟辛酸含量為0.04wt%、固體含量為18wt%的聚四氟乙烯水性分散液70kg投入100L帶攪拌和夾套的反應釜中，在壓力為-
0.98MPa下攪拌加熱至沸騰，加熱時同時從反應釜底部通入流量為0.05L/min的空氣，水分被蒸出，當加熱15小時后停止加熱，冷卻，出料，得到固體含量為45wt %的聚四氟乙烯水性分散液。
[0039]對比例2
[0040]將聚乙二醇三甲基壬基醚含量為2wt%，固體含量為30wt%的聚偏氟乙烯水性分散液70kg投入100L帶攪拌和夾套的反應釜中，在壓力為-0.98MPa下攪拌加熱至沸騰，加熱時同時從反應釜底部通入流量為0.5L/min的空氣，水分被蒸出，當加熱12小時后停止加熱，冷卻，出料，得到固體含量為50wt%的聚偏氟乙稀水性分散液。
【主權項】
1.一種含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，其特征在于向含氟聚合物水性分散液中加入消泡劑后，在負壓下加熱至沸騰，加熱時同時向物料中通入空氣，所述消泡劑在含氟聚合物水性分散液中的質量百分含量為0.02?0.2 %，所述空氣流量為0.05?0.5L/min，當物料的固體含量為55?65 ?七％時停止加熱，冷卻，出料，即得到含氟聚合物濃縮水性分散液。2.根據權利要求1所述的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，其特征在于所述含氟聚合物水性分散液為聚四氟乙烯水性分散液、改性聚四氟乙烯水性分散液、聚偏氟乙烯水性分散液、聚六氟丙烯水性分散液中的一種。3.根據權利要求1所述的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，其特征在于所述含氟聚合物水性分散液的固體含量為10?30wt %。4.根據權利要求1所述的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，其特征在于所述含氟聚合物水性分散液中含有小于等于2.5wt%的非離子型乳化劑。5.根據權利要求4所述的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，其特征在于所述含氟聚合物水性分散液中含有小于等于0.lwt%的離子型乳化劑。6.根據權利要求1所述的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，其特征在于所述消泡劑為高碳醇消泡劑。7.根據權利要求6所述的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，其特征在于所述高碳醇消泡劑為 T-30C、T-202A、DF-10、DF-11 中的一種。8.根據權利要求6所述的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，其特征在于所述高碳醇消泡劑為T-30C。9.根據權利要求1所述的含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，其特征在于所述負壓為-0.95?-0.99MPa。
【專利摘要】本發明公開了一種含氟聚合物水性分散液的濃縮方法，向含氟聚合物水性分散液中加入消泡劑后,在負壓下加熱至沸騰，加熱時同時向物料中通入空氣，所述消泡劑在含氟聚合物水性分散液中的質量百分含量為0.02～0.2％，所述空氣流量為0.05～0.5L/min,當物料的固體含量為55～65wt％時停止加熱，冷卻，出料，即得到含氟聚合物濃縮水性分散液。本發明具有工藝簡單、生產效率高、綠色環保的優點。
【IPC分類】C08J3/03, C08L27/16, C08L27/22, C08L27/20, C08L27/18
【公開號】CN105566658
【申請號】CN201510896910
【發明人】童聞亮, 姜志田
【申請人】巨化集團技術中心
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月8日