Способ получения органической дисперсии политетрафторэтилена или сополимеров тетрафторэтилена Советский патент 1980 года по МПК C08J3/02 C08L27/18 

, ... ;/, .1 ; ;.; . - :: .- Изобретение orHoicRttCH к обласгиг поч пучения стабвльнык безвойныкоргаводисперсий на оснбве Пбпйте р афгораги пёна или сополимера гётрйфторэтвлбна: (ТФЭ) с фторированными мономерами. Из подобШ) органодйсперсйй получают антифрикционные покрытия- или ОАП в состав композиций для получения антифрикционных покрытий, например, на поверхности режущих инструментов, рамных и дисковых пил, различных тетшо стойких изделий и т. д.

Известен способ получения органодйсперсйй сополимера тетрафторэтилена (ТФЭ) с гексафторпропиленом (ГФП), заключающийся je пбстепенном дЬбавле НИИ водной дисперсии сополимера ;

в нагретую до кипения органическую жидкость, образующую с водой азеотроп, отгонке образующегося азеотропа с врзвратом органического раствор сТел Г {примерно в течение 4 ч) и последующем измельчении тиксЬтропной органодиспер6ЙИ в:шарюой мелысице в гечёниЪ 2iOO ч, предпочтительно 24 ч, Та: КИМ спосойбом получаюг-Ьрганическую диспербшо фгррполв ера кЬНцёНтрацвёЙ 545 масс.%. Нр полученная о{ ганическая дисперсия обл1ааает хорошей стабильносгыо лишь при ксжцентрации до 30 35 маос.%; требует длительного временн приготовления органодйсперсйй; получение органодиспе{Х;ии фторполимера - сравtoнительно сложныйпроцесё в связи с использованием азеотропной отгонки воды.

Также известен способ по)1учения концентрированной органодйсперсйй сополимера ТФЭ с ГФП путем смешения водной

ts дисперсии сополимера с формамидом,

ТФЭ 3-25 масс.%,- анионного или неионноген;ГФПного поверхностно-активного вещества (ПАВ) и органического растворителя, растворимого в воде (спирт, ацетон, ди20мегилформамид и г. д.) и последующей азеогропной отгонки воды 21. Недостатком такого способа получения органодйсперсйй является введение большого количества ПАВ, Которое улётучйваегся при получении покрытия (-Ь 330-40О С), в результате Чего покрытие становится несплошным, со слабой адгезией к субстрату. Кроме того, процесс является аоволь НоСЛОЖНЫМ в связи с использованием азеотропной отгонки &оаы из дисперсии. Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобрб -ению по техническойсущности и достигаемому эффекту является способ получения органодйспврсий сополимера ТФЭ с ГФП, заключающийся в следующем. Водную дисперсию сополимера ТФЭ с ГПФ разбавляют водой, затем полученную разбавленную водную цйсПерсию смешивают с органическим раетеогрителем ,несмешивающимся с водой (например, н-гексан), а зэтем к получанной (;Шси по каплям при перемешивании добавляют органический растворитель, смешивающийся с водой (ацетон). При добавлении растворителя, несмешивающегося сЪодой прЫйсхбдит высаждение полимера из водной фазы и переход в растворитель несмешиваюшийся с водой. Полученная смесь расслаивается на 2 слоя: верхний, содержащий смесь воды и несмешивающегося с ней растворителя и нижний, пред- ставляющий собой органодисперсию фторсополимера. Органодисперсию отделяют Ьт верхнего слоя, добавляют в нее еще один органический растворитель (метилизобутилкетон) и выпаривают остатки воды. В дисперсию доба1вляют дополнительное количество растворителя (метилизобутилкетона) с Получением органодисперсии со- по ЛИЙ ера ТФЭ с ГФП в смеси раствЬрителей - метилизобутилкетона и н-гексана, содержащей следы воды. Получаемое из такой Шспёрсии сплошное покрытие обладает хорошей адгезией к субстрату зД. JHo многостадийность; дравнительно нисзкая концентрация получаемой органодисперсии сополимера ТФЭ с ГФП (не более 30 масс.%; наличие следов воды, а также использование нескольких растворителей прйвЕбдит к тому, что при совмещении указанных оргайодисперсий с некоторыми йспомьгйтельными пленкообразующими материалами образуется каогупят и композиция становится непригодной к использованию.

, Целью изобретения является упрощение процесса и получение органодисперсии в широком диапазоне концентраций, в том. числе высококонцентрированных.

Для достижения указа1нНой цели способ получения органодисперсии ПТФЭ или сополимеров ТФЭ с фторированными монсяме

рами, включающий стадии высаждения полимера из водной фазы, водной дисперсии И редиспергацию его в органическом раст воритёле, предусматривает проведение высахсдения р -моногидратом окиси алюминия и его редиспергацию - в органическом растворителе в присутствии аммонийной соли перфторированной кислоты, содержащей 6-12 атомов углерода, в количестве 1-2 масс.% (от массы полимера),

I -- ..-

Для получения органодисперсии исполЬ зуют водную дисперсию полимера ТФЭ или сополимера ТФЭ с фторированными мономерами (ГФП, винилфторид и т. д.), получаемую суспензионной полимериза цией.

0 -моногидрат окиси алюминия (бемкт) вводится в водную дисперсию полимера в виде водного золя (длина волокон бемит.а - от 0,1 мкм до 1 мкм, диаметр 5 мкм) концентрацией 2-4 масс.%.

В качестве аммонийных солей могут исг рльзоваться аммонийные соли 2-метил-3-оксагексановой перфторкислоты (ПАВ-1), 2,5-диметил-3,6-диоксанонановой перфторкислоты (ПАВ-2),2,5,8.ри метил-8,8,9-триоксадодекановой перфторкислоты (ПАВ-З), перфторэнаитовой кислоты (ПАВ-4), перфторкаприловой кисло- ты (ПАВ-5), перфторпеларгоновой кисло- ты (ПАВ-6).

Примеры 1-5. В реактор из органического стекла, V -5 л, загружают водную дисперсию ПТФЭ или Сополимера ТФЭ с ГФП концентрацией 58,65% с размером частиц 0,05-0,2 мкм, водную дисперсию микроволокнистого бемита концентрацией 4% и перемешивают содержи-мое пропеллерной мешалкой, работающей со скоростью 1000 об/мин, в течение 5 мин до высаждения полимера. Затем на вакуумной воронке отфильтровывают микрокоагулят, содержащий полимер и бемит, и подсушивают его в термостате при до постоянного веса в течение 2-3 ч.у

После этого в коллоидную мельницу, работающую со скоростьк) ЗООО об/мин, загрун ают порошок микрокаогулята псэлимера с бемит(л, диметилформамид и аммонийную соль перфторированной кислоты. Редиспергацию ведут в течение 10 мин,

Полученные органодисперены име1от размер частиц 0,05-0,2 мкм и стабильны при хранении.

П р и м ,е р 6 (контрольный согласно прототипу). Водную дисперсию сополимера ТФЭ с ГФП концентрацией

58,65 масс.% с размером частиц 0,050,2 мкм разбавляют водой до 17 масс.%, 590 ч, полученной разбавленной дисперсии сополимера ТФЭ с ГФП и 100 ч. н-ге|ссана загружают в реактор из органического стекла, | -5 л и содержимое перемешивают пропеллерной мешалкой при 1000 об/мин, в течение 5 мин; во время перемешивания в реактор закапывают 200 ч. ацетона. Полученная смесь расслаивается на 2 слоя, и частицы сополимера осаждаются в нижний органический

слой. На делительной воронке отделяют нижний слой - маслоподобную органодисперсию (200 ч.) и смешивают ее ь реакторе со 180 ч, метилизобутилкетона. Далее из полученной дисперсии при отгоняют воду в течение 3-4 ч., добавляют в нее 100 ч. метилизобутилкетона и перемешивают пропеллерной мешалкой в течение 5 мин.

Составы органодисперсий, полученные по примерам 1-6, приведены в таблице.

, . . ,.Предлагаемый способ позволяет получать органодисперсий ПТФЭ или сополимера ТФЭ с фторированными мономерами в широком диапазоне концентраций по упрощенной технологии. В получаемых по предлагаемому способу органодисперсиях отсутствует вода и дисперсионной средой является лишь один органический растворитель, что позволяет использовать широкий ассортимент пленкообразующих материалов в композициях с целью получения износостойких антифрикционных покрытий,

Состав органодисперсий

Формула изобретения

Способ получения органической дисперсии политетрафторэтилена или сополимеров тетрафторэтилена с фторированными мономерами, включающий стации вы-. саждения гомо- или сополимера из водной дисперсии и редиспергации его в оргаян- ческом растворителе, отличающийся тем, что, с целью упрощения Процесса и получения дисперсии в широком диайааоне концентраций, высажденив

7 783307 8

Аеаут оЬ-моногиараг.ом окиси алюминия,1. Патент Великобритании

а jpfeaHcneprauHio осуш(ёсгвляют 1О8484О, кл. СЭР. опублик.

,W3gB 1-2 масс.% от массы гомр- или12.04.67. сополимера а 4Монийн6й соли перфторированной кислоты, содержащей 6-12 атомов. 2. Патент Великобритании 1094349,

yfnepouB. -кл. СЭР, опублик. 06.12.67.

Источники информации,. 3. Патент Великобритании 1364081,

Принят-ые во внимание при экспертизекл. СЭР, опублик 21.08.74 (прототип).

,

l eBr«S WUs SS : te

--i-

i-i5 f5§ « - :;- -7vii- - -