СПОСОБ ОБРАБОТКИ ФТОРОПЛАСТА Российский патент 1999 года по МПК C08F8/50 C08F14/26 

Изобретение относится к области фторорганической химии и может быть использовано в различных областях науки и техники, например, для изготовления защитных покрытий металлических и (или) любых окрашенных поверхностей, для консервации металлических поверхностей деталей без дальнейшей их расконсервации, а также применяться составной частью антифрикционных добавок, в том числе для моторных масел автомобилей.

Известные способы получения суспензии фторопласта заключаются в получении готового продукта в процессе его получения при полимеризации. [Чегодаев Д. Д. , Наумова З.К. и Дунаевская Ц.С. Фторопласты, Л.: Госхимиздат, 1960]. Затем суспензию центрифугируют, раствор над полученным осадком сливают, а осадок сушат при температуре 110 - 120^oC. Полученный порошок смешивают в нужной пропорции с растворителями. Степень дисперсности получаемого порошка составляет выше 10 мкм. Коэффициент трения при нагрузке 80 кгс составляет 0,05.

Наиболее близким способом к заявленному является а.с. N 1818328 A1, кл. C 08 F 14/26.

Известный способ включает следующую технологию:
Исходный фторопластовый материал (марки Ф-4, Ф-4Д) подвергают деструкции путем его плавления при температуре 480 - 540^oC с последующим испарением в токе инертного газа при времени пребывания газообразных продуктов испарения полимеризованных молекул ПТФЭ в зоне нагрева 0,2 - 3 с, исключающим полную деполимеризацию продуктов испарения до мономера (тетрафторэтилена) с дальнейшей конденсацией данных молекул при температуре ниже температуры плавления конечного продукта, дисперсность которого регулируется от 1,5 до 0,1 мкм за счет варьирования температуры нагрева и времени пребывания газообразных продуктов в зоне нагрева в указанных пределах.

Предварительно измельченные отходы ПТФЭ (Ф-4, Ф-4Д) подают шнековым питателем в проточный кварцевый реактор и нагревают до 480 - 540^oC в токе сухого инертного газа. Во избежание полного разложения фторопласта до мономеров и олигомеров, а также с целью регулировки дисперсности конечного продукта, продукты разложения выводятся из зоны реакции потоком сухого инертного газа с различной скоростью, обеспечивающей время нахождения продуктов разложения в зоне нагрева от 0,2 до 3 с, и конденсируются на охлаждаемых ниже 290^oC (температура плавления целевого продукта) стенках реактора в виде белого тонкодисперсного порошка с размерами частиц 0,1 - 1 мкм. Газообразные продукты термического разложения фторопласта (CF₄ и его производные) подвергаются утилизации обычными методами.

Коэффициент трения полученного порошка при нагрузке 80 кгс составляет 0,005.

Недостатками известного способа являются малая производительность, обусловленная тем, что скорость процесса испарения лимитируется скоростью диффузии частиц расплава к поверхности испарения и уносом частиц потоком сухого инертного газа, а также сбором сконденсированных частиц фторопласта на стенках охлаждаемого реактора и затем механическим удалением их со стенок, что резко снижает скорость проведения процесса получения готового продукта.

Преимуществом заявленного способа является охлаждение инертным газом, взятом в количестве, равном 1:3 по отношению к объему исходного инертного газа, в течение времени, равном не более 0,1 с, а сбор частиц фторопласта осуществляют абсорбцией растворителем до получения суспензии, из которой, в случае необходимости, выделяют порошок фторопласта.

Способ поясняется следующими примерами:
Пример 1. 100 г стружки фторопласта 4, являющейся отходом производства обработки фторопластовых изделий, помещают в реактор и нагревают до 535 ± 5^oC с одновременной подачей через слой фторопласта азота, осушенного пропусканием через цеолит, со скоростью 300 мл/мин. Образовавшийся белый туман, после мгновенной (время контакта - менее 0,1 с) закалки холодным азотом в объеме, равном трехкратному объему исходного газа, улавливанием в поглотительном устройстве, наполненном дистиллированной водой. Концентрация полученной суспензии составляет 10 г/дм³. Выход продукта - 50 г/ч.

Размер частиц фторопласта, определенных с помощью микроскопа, составляет 0,1 - 0,2 мкм.

Коэффициент трения при нагрузке 80 кгс составляет 0,005.

Пример 2. Аналогично примеру 1, но температура нагрева реактора 500 ± 3^oC. Выход продукта - 65 г/ч.

Размер полученных частиц ПТФЭ 0,4 - 0,6 мкм.

Пример 3. Аналогично примеру 1, но температура нагрева реактора 480 ± 3^oC. Выход продукта - 75 г/ч.

Размер полученных частиц ПТФЭ 0,6- 1,0 мкм.

Использование: в качестве вторичного сырья .для получения антифрикционных и антикоррозионных материалов. Сущность изобретения: осуществляют термическую переработку при 480-540°С фторопласта в токе инертного газа с охлаждением испаренного сырья инертным газом и сбором частиц абсорбцией растворителем до получения суспензии, из которой выделяют порошок фторопласта.

Способ обработки фторопласта путем его нагрева 480 - 540^oC, перевода его в мелкодисперсную фазу в потоке инертного газа за счет его испарения, охлаждения до температуры менее 110^oC, сбора частиц фторопласта и получения целевого продукта, отличающийся тем, что охлаждение осуществляют инертным газом, взятым в количестве, равном 1: 3 по отношению к объему исходного инертного газа, в течение времени, равном не более 0,1 с, а сбор частиц фторопласта осуществляют абсорбцией растворителем до получения суспензии, из которой, в случае необходимости, выделяют порошок фторопласта.