способ концентрирования водной дисперсии фторполимера
Классы МПК: | C08F14/18 мономеры, содержащие фтор C08F14/22 винилиденфторид C08F14/26 тетрафторэтен C09D127/16 гомополимеры или сополимеры винилиденфторида C09D127/18 гомополимеры или сополимеры тетрафторэтена |
Автор(ы): | Андрейчатенко В.В. (RU), Вандышев С.А. (RU), Захаров В.Ю. (RU), Капустин И.М. (RU), Лебедева М.Г. (RU), Горева Т.И. (RU), Болотских Н.М. (RU), Фролова Н.И. (RU), Климова О.С. (RU), Пурецкая Е.Р. (RU), Тишина В.В. (RU) |
Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью "Завод полимеров КЧХК" (ООО "Завод полимеров КЧХК") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-04-12 публикация патента:
27.12.2005 |
Изобретение относится к способу концентрирования водной дисперсии фторполимера путем термического отстоя, включающему смешивание исходной дисперсии со стабилизатором - неионогенным ПАВ, выбранным из класса оксиэтилированных алкилфенолов, нагрев смеси, выдержку ее без перемешивания, при необходимости последующее охлаждение еотественньм путем, отделение концентрированной фазы от верхнего слоя, при необходимости введение дополнительного стабилизатора в концентрированную фазу и, при необходимости, разбавление концентрированной фазы до содержания фторполимера 50-55 мас.%. В качестве фторполимера используют политетрафторэтилен; политетрафторэтилен, модифицированный гексафторпропиленом, перфторпропилвиниловым эфиром или 2-перфторпропоксипропилвиниловым эфиром; поливинилиденфторид; поливинилиденфторид, модифицированный тетрафторэтиленом; сополимер тетрафторэтилена с перфторпропилвиниловым эфиром или с перфторэтилвиниловым эфиром; сополимер тетрафторэтилена с этиленом. В качестве неионогенного ПАВ используют неонол АФ-9-n, представляющий собой смесь полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов формулы R-С6Н4О-(СН2СН2 О)nН, где R - алкильный радикал изононил -C 9H19, присоединенный к фенолу в пара-положении по отношению к гидроксильной группе, a n - усредненное число молей окиси этилена, присоединенное к одному молю алкилфенолов, равное 9-10. Указанный неонол вводят в количестве 7-10% от массы воды в исходной дисперсии. Нагрев смеси ведут до температуры 40-65°С, выдержку без перемешивания ведут до полного разделения фаз, охлаждение ведут до температуры не выше 40°С, а отделение концентрированной фазы от верхнего слоя ведут при указанной температуре. Изобретение позволяет сократить время разделения фаз. 5 з. п. ф-лы, 1 табл.
Формула изобретения
1. Способ концентрирования водной дисперсии фторполимера путем термического отстоя, включающий смешивание исходной дисперсии со стабилизатором - неионогенным ПАВ, выбранным из класса оксиэтилированных алкилфенолов, нагрев смеси, выдержку ее без перемешивания, при необходимости последующее охлаждение естественньм путем, отделение концентрированной фазы от верхнего слоя, при необходимости введение дополнительного стабилизатора в концентрированную фазу и при необходимости разбавление концентрированной фазы до содержания фторполимера 50-55 мас.%, отличающийся тем, что в качестве фторполимера используют политетрафторэтилен; политетрафторэтилен, модифицированный гексафторпропиленом, перфторпропилвиниловым эфиром или 2-перфторпропоксипропилвиниловым эфиром; поливинилиденфторид; поливинилиденфторид, модифицированный тетрафторэтиленом; сополимер тетрафторэтилена с перфторпропилвиниловым эфиром или с перфторэтилвиниловым эфиром; сополимер тетрафторэтилена с этиленом; в качестве неионогенного ПАВ используют неонол АФ-9-n, представляющий собой смесь полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов формулы R-С6Н4О-(СН2СН2 О)nН, где R - алкильный радикал изононил -C 9H19, присоединенный к фенолу в пара-положении по отношению к гидроксильной группе, a n - усредненное число молей окиси этилена, присоединенное к одному молю алкилфенолов, равное 9-10, указанный неонол вводят в количестве 7-10% от массы воды в исходной дисперсии, нагрев смеси ведут до температуры 40-65°С, выдержку без перемешивания ведут до полного разделения фаз, охлаждение ведут до температуры не выше 40°С, а отделение концентрированной фазы от верхнего слоя ведут при указанной температуре.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение фаз ведут при рН 2,5-3,5.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в смесь исходной дисперсии с неонолом перед осуществлением нагрева и выдержки дополнительно вводят водный раствор аммиака до рН 4,0-10,5.
4. Способ п.1, отличающийся тем, что дополнительный стабилизатор неонол АФ-9-n вводят в концентрированную фазу после ее отделения от верхнего слоя до концентрации 6-12 мас.% по отношению к фторполимеру.
5. Способ п.1, отличающийся тем, что для концентрирования используют исходную дисперсию с содержанием фторполимера 10-35 мас.%.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для разбавления концентрированной фазы используют исходную дисперсию.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способам концентрирования водных дисперсий фторсодержащих полимерных продуктов, а именно политетрафторэтилена; политетрафторэтилена, модифицированного гексафторпропиленом, перфторпропилвиниловым эфиром или 2-перфторпропоксипропилвиниловым эфиром; поливинилиденфторида; поливинилиденфторида, модифицированного тетрафторэтиленом, а также сополимеров: тетрафторэтилена с перфторпропилвиниловым эфиром, тетрафторэтилена с перфторэтилвиниловым эфиром и тетрафторэтилена с этиленом, с помощью средств, способствующих отстаиванию. Концентрированные дисперсии указанных продуктов могут быть использованы в химической промышленности, в машиностроении и в медицине для нанесения на поверхность металлов и других субстратов, таких как стекло, стеклоткань, графит, асбест. Они широко используются для изготовления защитных пленок, а также в качестве основы эмалей для покрытия проводов и металлических поверхностей, антиадгезионных и антипригарных композиций.
Известно, что дисперсии политетрафторэтилена, получаемые в процессе полимеризации, после добавления соответствующих стабилизаторов - неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ), например оксиэтилированных алкилфенолов марки ОП-7 или ОП-10, концентрируют до содержания полимера 50-60 мас.% любыми известными методами: центрифугированием, электродекантацией, упариванием и фазовым разделением (Паншин Ю.А., Малкевич С.Г., Дунаевская Ц.С. Фторопласты, Л., «Химия», 1978, с.35). При этом предпочтение отдается методу электродекантации, основанному на перемещении отрицательно заряженных частиц полимера к аноду под действием электрического тока, с образованием концентрата и отделением водной фазы. Для придания концентрированной дисперсии устойчивости к механическим воздействиям в качестве стабилизатора в нее добавляют неионогенное ПАВ - ОП-7 (Явзина Н.Е. и др. Об электрофоретическом концентрировании водных суспензий политетрафторэтилена// ЖПХ, 1969, №12, с.2762-2766).
Недостатком указанного способа является низкая скорость концентрирования.
Известен способ концентрирования водной дисперсии политетрафторэтилена путем «сливкоотделения» (пат. США №4145502, кл. 526-255, 1979), в соответствии с которым в исходную дисперсию с содержанием политетрафторэтилена 15 мас.% добавляют неионогенное ПАВ «Тритон Х-100», представляющее собой эфир полиэтиленгликоль-п-октилфенола формулы R-C6 H4-(СН2СН2О)nОН, где R - трет-октил, n=9-10, в количестве менее 2% от массы воды в дисперсии и водный раствор аммиака до рН 5, а также для дополнительной стабилизации вводят альгинат аммония в количестве 0,1% от массы воды в дисперсии. Латекс выдерживают 16 ч при температуре 22°С и отделяют верхний водный слой. Получают дисперсию политетрафторэтилена с концентрацией 75 мас.%, которую используют, в основном, для получения покрытий. Недостатки описанного способа: низкая скорость концентрирования, высокая концентрация получаемой дисперсии, которая не всегда удобна для последующего использования; неустойчивость при хранении таких дисперсий; возможность их структурирования и способность водных растворов альгинатов гидролизоваться при хранении.
Известен способ термического концентрирования водных дисперсий фторполимеров (пат. РФ №2092500, МПК С 08 J 3/03, С 08 F 14/26, 1997). Указаны фторполимеры: политетрафторэтилен, сополимер тетрафторэтилена с перфторпропилвиниловым эфиром и сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. К исходной дисперсии добавляют гидроксид аммония до установления рН 6 и более, затем вводят полиакриловый концентрирующий агент, в качестве которого используют полиакриловую кислоту или ее соль со средней молекулярной массой от 50000 до 500000, до концентрации его в полученной смеси 0,01-0,50 мас.% в расчете на воду, содержащуюся в смеси. Полученную смесь нагревают и выдерживают при температуре 40-65°С в течение 3 ч до завершения процесса концентрирования и разделения ее на верхнюю и нижнюю фазы, проводят охлаждение и разделяют эти фазы. Для снижения чувствительности к силам сдвига перед концентрированием в дисперсию вводят стабилизаторы дисперсии - неионогенные ПАВ, выбранные из класса этоксилированных алкилфенолов, или ионогенные ПАВ, выбранные из класса алкилсульфатов или полиспиртов в количестве 0,05-0,12 мас.% (в расчете на массу полимера). Для дальнейшего повышения стабильности и с целью улучшения смачиваемости субстрата, такого как стеклоткань, в концентрированную дисперсию может быть добавлено 1-12 мас.% неионогенного ПАВ. Этот способ, позволяющий снизить количество неионогенного ПАВ в маточнике, имеет ряд недостатков. Используемые в качестве концентрирующего агента специальные синтетические акриловые полимеры не выпускаются промышленностью, и авторы известного способа предлагают предварительно синтезировать их при температуре 80°С в течение нескольких часов. В условиях промышленного производства это будет дополнительной стадией, требующей наличия специального оборудования и затрат теплоносителя. Кроме того, при синтезе акриловых эмульсий свойства конечного продукта нестабильны, поэтому необходим расчет дозировки для каждой конкретной партии полимера.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является известный способ концентрирования водной дисперсии фторсодержащей смолы, в частности политетрафторэтилена, путем термического отстоя, предложенный для получения лакокрасочных композиций для металлов (пат. Японии №57-31589, кл. С 09 D 3/78, В 05 D 7/14, 1982, реф. в РЖХим, 1984, 9Т2116П). Концентрированные дисперсии содержат 3-10% неионогенного ПАВ с температурой помутнения 25-55°С, выбранного из класса оксиэтилированных алкилфенолов общей формулы:
где R - октил или нонил, n=4-20,
где R1 - лаурил, олеил, цетил, n=5-20
где R2 - лаурил, олеил, стеарил, n=5-20.
Например, в 32%-ную дисперсию политетрафторэтилена добавляют 20%-ный водный раствор неионогенного ПАВ формулы 1 с температурой помутнения 65°С в таком количестве, чтобы массовое отношение ПАВ к полимеру составило 0,1. Смесь нагревают до температуры 75°С и выдерживают при ней без перемешивания в течение 3 ч. После охлаждения естественным путем удаляют верхнюю фракцию, при этом получают концентрированную 65%-ную водную дисперсию полимера. В эту дисперсию дополнительно вводят 0,03% ПАВ формулы 1, где R=C8H17, n=4, 5, и 0,002% ПАВ формулы 1, где R=C6H17, а n=10. Устанавливают температуру концентрата 39°С и разбавляют его водой до концентрации 50-55 мас.%. Дисперсию наносят наливом на алюминиевую пластину, протравленную 10%-ным раствором соляной кислоты, и сушат по 10 мин при 85°С и при 380°С. Свойства пленок и покрытий в реферате не указаны. Известный способ позволяет снизить в сливаемом маточнике долю неионогенного ПАВ, что, с точки зрения охраны окружающей среды, упрощает утилизацию или очистку маточника.
Однако в известном способе имеется ряд недостатков, в частности высокая температура концентрирования (75°С), которую без перемешивания сложно поддерживать постоянной, особенно в промышленных условиях. Кроме того, требуется довольно длительное время для разделения фаз и охлаждения, так как охлаждение ведется без перемешивания естественным путем, что значительно снижает общую производительность способа. Наличие добавочной стадии, включающей нагрев концентрата до 39°С и его охлаждение после введения добавки неионогенных ПАВ для стабилизации, требует дополнительных энергозатрат и специального оборудования, что приводит к повышению стоимости конечного продукта.
Технический результат, достижение которого обеспечивает настоящее изобретение, заключается в сокращении времени разделения фаз.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе концентрирования водной дисперсии фторполимера путем термического отстоя, включающем смешивание исходной дисперсии со стабилизатором - неионогенным ПАВ, выбранным из класса оксиэтилированных алкилфенолов, нагрев смеси, выдержку ее без перемешивания, при необходимости, последующее охлаждение естественным путем, отделение концентрированной фазы от верхнего слоя, при необходимости введение дополнительного стабилизатора в концентрированную фазу и, при необходимости, разбавление концентрированной фазы до содержания фторполимера 50-55 мас.%, согласно изобретению, в качестве фторполимера используют политетрафторэтилен; политетрафторэтилен, модифицированный гексафторпропиленом, перфторпропилвиниловым эфиром или 2-перфторпропоксипропилвиниловым эфиром; поливинилиденфторид; поливинилиденфторид, модифицированный тетрафторэтиленом; сополимер тетрафторэтилена с перфторпропилвиниловым эфиром или с перфторэтилвиниловым эфиром; сополимер тетрафторэтилена с этиленом; в качестве неионогенного ПАВ используют неонол АФ-9-n, представляющий собой смесь полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов формулы R-C6Н4O-(СН2СН2 СО)nН, где R - алкильный радикал изононил -C 9H19, присоединенный к фенолу в пара-положении по отношению к гидроксильной группе, a n - усредненное число молей окиси этилена, присоединенное к одному молю алкилфенолов, равное 9-10, указанный неонол вводят в количестве 7-10% от массы воды в исходной дисперсии, нагрев смеси ведут до температуры 40-65°С, выдержку без перемешивания ведут до полного разделения фаз, охлаждение ведут до температуры не выше 40°С, а отделение концентрированной фазы от верхнего слоя ведут при указанной температуре.
Разделение фаз предпочтительнее проводить при рН 2,5-3,5.
В смесь исходной дисперсии с неонолом перед осуществлением нагрева и выдержки можно дополнительно вводить водный раствор аммиака до рН 4,0-10,5.
Дополнительный стабилизатор неонол АФ-9-n вводят в концентрированную фазу после ее отделения от верхнего слоя до концентрации 6-12 мас.% по отношению к фторполимеру.
Для концентрирования предпочтительнее использовать исходную дисперсию с содержанием фторполимера 10-35 мас.%.
Для разбавления концентрированной фазы можно использовать исходную дисперсию.
Нижеприведенные примеры иллюстрируют сущность изобретения.
Пример 1. В стеклянную колонку вместимостью 2 л, снабженную мешалкой, термостатирующей рубашкой, термометром, воронкой для подачи компонентов и нижним краном для слива жидкости, помещают 1500 г исходной дисперсии политетрафторэтилена (ПТФЭ), содержащей 19 мас.% полимера, добавляют 94,5 г неонола марки АФ-9-9 и мягко перемешивают в течение 30 мин. При перемешивании смесь нагревают до температуры 55°С - начала разделения фаз, отключают мешалку и выдерживают систему при этой температуре до полного разделения фаз, рН 3,2. Далее систему охлаждают естественным путем до температуры 40°С и сливают нижний, концентрированный слой, содержащий 55,7 мас.% полимера. Сконцентрированную дисперсию разбавляют исходной дисперсией до концентрации полимера 50-52 мас.%. Из полученной концентрированной дисперсии наливом приготавливают покрытия и пленки, сушат 10 мин при температуре 120°С, оплавляют при температуре 380°С и определяют их свойства по ТУ.
Условия концентрирования и свойства дисперсии, полученной по примеру 1, а также по всем последующим примерам, приведены в таблице. Там же приведены свойства покрытий и пленок, определенные по соответствующим ТУ:
- для дисперсий, содержащих политетрафторэтилен и политетрафторэтилен, модифицированный перфторпропилвиниловым эфиром или 2-перфтор-пропокси-пропилвиниловым эфиром, - по ТУ 6-05-1246-81;
- для дисперсий, содержащих поливинилиденфторид и поливинилиденфторид, модифицированный тетрафторэтиленом, - по ТУ 6-05-041-645-77,
- для дисперсий сополимеров тетрафторэтилена с перфторпропилвиниловым эфиром, тетрафторэтилена с перфторэтилвиниловым эфиром - по ТУ 6-05-1246-81;
- для сополимера тетрафторэтилена с этиленом - по ТУ 6-05-1246-76.
Условия концентрирования и свойства концентрированных дисперсий фторполимеров, свойства полученных из них покрытий и пленок | |||||||||||
№примера | Используемый фторполимер | Неонол, добавленный в исходную дисперсию | рН дисперсии | Температура разделения фаз, °С | Время разделения фаз, ч | Общее время концентрирования, ч | Концентрация дисперсии, мас.% | Свойства покрытий и пленок | |||
Название | Содержание в исходной дисперсии, мас.% | Марка | Количество по отношению к воде, мас.% | Разрушающее напряжение при разрыве, Н/мм 2 | Удлинение при разрыве, % | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
1 | ПТФЭ | 19 | АФ-9-9 | 8 | 3,2 | 55 | 1,0 | 4,0 | 57,7 | 28.5 | 300 |
2 | То же | То же | АФ-9-10 | То же | 3,3 | 65 | 1.5 | 4,5 | 57,2 | 31,5 | 310 |
3 | -«- | -«- | АФ-9-9 | -«- | 2,5 | 55 | То же | 4,5 | 60,0 | 25,5 | То же |
4 | -«- | 10 | То же | 6 | 3,5 | 40 | 2,0 | 2,5 | 60,1 | 25,9 | 300 |
5 | -«- | 35 | -«- | 10 | 3,3 | 50 | 1,5 | 3/5 | 53,1 | 28,5 | То же |
6 | -«- | 19 | -«- | 8 | 4,0 | 45 | То же | То же | 57,0 | 28,0 | -«- |
7 | -«- | То же | -«- | То же | 5,0 | То же | -«- | 3,5 | 60,0 | 26,9 | -«- |
8 | -«- | -«- | -«- | -«- | 9,5 | -«- | 1,0 | 2,0 | 55,2 | 31,4 | 310 |
9 | -«- | -«- | АФ-9-10 | -«- | 5,0 | 67 | То же | 5,0 | 62,0 | 24,6 | 300 |
10 | -«- | -«- | То же | -«- | 10,5 | То же | -«- | 4,5 | 52,0 | 32,0 | 310 |
См. продолжение таблицы |
Продолжение таблицы | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
11А | ПТФЭ | 19 | АФ-9-9 | 8 | 3,2 | 55 | 1,5 | 4,5 | 60,6 | 24,8 | 300 |
11Б | То же | То же | То же | То же | То же | То же | -«- | То же | То же | 32,6 | 320 |
11В | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | 60,8 | 31,9 | То же |
12 | ПТФЭ мод (ГФП) | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | 61,4 | 25,5 | 330 |
13 | ПТФЭ мод (ПФПВЭ) | -«- | -«- | -«- | 3,3 | -«- | 1,0 | 4,0 | 55,7 | 27,5 | То же |
14 | ПТФЭ мод (ПФППВЭ) | -«- | -«- | -«- | 3,2 | -«- | То же | То же | 56,4 | 26,5 | -«- |
15 | ПВДФ | -«- | -«- | -«- | 3,5 | -«- | 1,5 | 4,5 | 50,5 | 24,5 | -«- |
16 | ПВДФ мод (ТФЭ) | -«- | -«- | -«- | 3,2 | -«- | То же | То же | 52,4 | 25,5 | -«- |
17 | ТФЭ с ПФПВЭ | -«- | -«- | -«- | То же | -«- | 1,0 | 4,0 | 62,5 | 27,5 | -«- |
18 | ТФЭ с ПФЭВЭ | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | То же | То же | 58,0 | 26,5 | -«- |
19 | ТФЭ с Э | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | 1,5 | 4,5 | 65,4 | 25,5 | -«- |
20 | ТФЭ с Э мод(ГФП) | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | То же | То же | 62,5 | 26,9 | -«- |
21к | ПТФЭ | -«- | -«- | 5 | -«- | -«- | 5 | 8 | 38,2* | - | - |
22к | То же | -«- | -«- | 11 | -«- | 55 | То же | То же | 42,0* | - | - |
23к | -«- | -«- | АФ-9-8 | 8 | 3,2 | 30 | 1 | 4,0 | 59, 0* | 14,7 | 170 |
См. продолжение таблицы |
Продолжение таблицы | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
24к | -«- | -«- | То же | То же | 9,9 | То же | То же | 4,5 | 56,0** | 20,0 | 210 |
25к | ПТФЭ | 19 | АФ-9-12 | 8 | 3,2 | 65 | 6 | 11,5 | 32,8* | - | - |
26к | То же | То же | То же | То же | 9,9 | То же | То же | То же | 38,5* | - | - |
27к | -«- | -«- | АФ-9-8 | 5 | 3,2 | 75 | 3 | 8 | 59.0** | - | - |
28к | -«- | -«- | АФ-9-9 | То же | То же | То же | То же | То же | 52,2 | 20,5 | 200 |
29к | -«- | -«- | АФ-9-10 | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | 38.0* | - | - |
30к | -«- | -«- | АФ-9-12 | -«- | -«- | -«- | -«- | -«- | 30,5* | - | - |
* - Концентрация ниже нормы, покрытия не делают. ** - Дисперсия структурируется, образуя гель. Покрытие неровное с пузырями и подтеками, при выпечке растрескивается. |
Пример 2. Процесс проводят аналогично описанному в примере 1, но в качестве неионогенного ПАВ используют неонол АФ-9-10, отличающийся от неонола АФ-9-9 более длинной оксиэтильной цепью. Температура нагрева смеси составляет 65°С.
Пример 3. Процесс проводят аналогично описанному в примере 1, но берут исходную дисперсию с рН 2,5.
Пример 4. Процесс проводят аналогично описанному в примере 1, но берут исходную дисперсию, содержащую 10 мас.% фторполимера. Нагрев ведут до температуры 40°С, рН 3,5.
Пример 5. Процесс проводят аналогично описанному в примере 1, но берут исходную дисперсию, содержащую 35 мас.% полимера. Нагрев ведут до температуры 50°С, рН 3,3.
Примеры 6-8. Процесс проводят аналогично описанному в примере 1, но в смесь исходной дисперсии с неонолом добавляют водный раствор аммиака, количество которого варьируют до установления рН в интервале от 4,0 до 9,5. Нагрев ведут до температуры 45°С.
Примеры 9-10. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 2, но в смесь исходной дисперсии с неонолом добавляют водный раствор аммиака, количество которого варьируют до установления рН 5,0 и 10,5 соответственно. Нагрев ведут до температуры 65°С.
Пример 11А. Процесс проводят аналогично примеру 1. После полного разделения фаз сливают нижний концентрированный слой, содержащий 55,7 мас.% ПТФЭ, с концентрацией неонола 5,1 мас.% по отношению к фторполимеру. Полученную дисперсию делят на три части. Из первой части дисперсии приготавливают покрытие и определяют его свойства.
Пример 11Б. Берут вторую часть дисперсии, полученной в примере 11А, и добавляют в нее дополнительно неонол АФ-9-9 до концентрации 6,0 мас.% по отношению к фторполимеру. После перемешивания и выстаивания дисперсии из нее готовят покрытие и определяют его свойства.
Пример 11В. Берут третью часть дисперсии, полученной в примере 11А, и добавляют в нее дополнительно неонол АФ-9-9 до концентрации 12,0 мас.% по отношению к фторполимеру. После перемешивания и выстаивания дисперсии из нее готовят покрытие и определяют его свойства.
Пример 12. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но для концентрирования используют дисперсию ПТФЭ, содержащего 3,5 мол.% гексафторпропилена (ГФП).
Пример 13. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но для концентрирования используют дисперсию ПТФЭ, содержащего 0,9 мол.% перфторпропилвинилового эфира (ПФПВЭ).
Пример 14. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но для концентрирования используют дисперсию ПТФЭ, содержащего 0,7 мол.% 2-перфторпропоксипропилвинилового эфира (ПФППВЭ).
Пример 15. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но для концентрирования используют дисперсию поливинилиденфторида (ПВДФ).
Пример 16. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 15, но для концентрирования используют дисперсию ПВДФ, содержащего 3,0 мол.% ТФЭ.
Пример 17. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но для концентрирования используют дисперсию сополимера ТФЭ с 3,0 мол.% ПФПВЭ. Покрытия из полученной концентрированной дисперсии приготавливают наливом на алюминиевую пластину, протравленную 10%-ным раствором соляной кислоты, сушат 10 мин при 120°С, спекают при 290°С, затем оплавляют при 380°С. Определяют свойства покрытий.
Пример 18. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 17, но для концентрирования используют дисперсию сополимера ТФЭ с 3,5 мол.% перфторэтилвинилового эфира (ПФЭВЭ).
Пример 19. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но для концентрирования используют дисперсию сополимера ТФЭ с этиленом (Э). Покрытия из полученной концентрированной дисперсии приготавливают наливом на алюминиевую пластину, протравленную 10%-ным раствором соляной кислоты, сушат 10 мин при 120°С и оплавляют при 280°С.
Пример 20. Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 19, но для концентрирования используют дисперсию сополимера ТФЭ с Э, содержащего 1,0 мол.% ГФП.
Примеры 21-22 (контрольные). Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но варьируют количество неонола АФ-9-9 (за пределами заявляемого по отношению к воде).
Пример 23 (контрольный). Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но используют неонол марки АФ-9-8, отличающийся длиной оксиэтильной цепи, которая короче, чем в заявляемом способе. Нагрев ведут до температуры 30°С.
Пример 24 (контрольный). Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 23, но в смесь исходной дисперсии с неонолом добавляют водный раствор аммиака до установления рН 9,9.
Пример 25 (контрольный). Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но используют неонол марки АФ-9-12, отличающийся более длинной оксиэтильной цепью, чем в заявляемом способе. Нагрев ведут до температуры 65°С.
Пример 26 (контрольный). Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 25, но в смесь исходной дисперсии с неонолом добавляют водный раствор аммиака до установления рН 9,9.
Пример 27 (контрольный, в условиях, приближенных к прототипу). Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 1, но добавляют 59 г неонола марки АФ-9-8. При перемешивании смесь нагревают до температуры 75°С. Выдерживают систему при этой температуре после отключения мешалки в течение 3 ч. Охлаждение системы естественным путем ведут до температуры 30-35°С.
Примеры 28-30 (контрольные, в условиях, приближенных к прототипу). Процесс концентрирования проводят аналогично описанному в примере 27, но используют другие марки неонолов.
Из представленных данных видно, что предлагаемый способ обеспечивает получение дисперсий фторполимеров с требуемой концентрацией, при этом позволяет, в отличие от прототипа, сократить время разделения фаз. Снижение температуры, при которой система разделяется на фазы (40-65°С), позволяет сократить время охлаждения дисперсии, что дает возможность повысить производительность процесса.
Добавление водного раствора аммиака до предлагаемого интервала рН позволяет предотвратить бактериологическое скисание дисперсии при хранении и транспортировке, что улучшает товарный вид продукта.
Из опытов (примеры 1-20) видно, что из дисперсий, сконцентрированных по предлагаемому способу, получаются покрытия, свойства которых соответствуют предъявляемым к ним требованиям.
Контрольные опыты (примеры 21-22) показывают, что при изменении количества вводимого неонола (за пределами заявляемого) получаются дисперсии с низкой концентрацией, непригодные для приготовления покрытий, что ограничивает область использования продукта.
Контрольные опыты (примеры 23-24) показывают, что при использовании неонола марки АФ-9-8 с более короткой оксиэтильной цепью, чем в заявляемом способе, получаются дисперсии с хорошей концентрацией, однако они структурируются с образованием геля, непригодного для получения покрытий, т.к. последние получаются неровными, с многочисленными пузырями и подтеками. Кроме того, они растрескиваются при выпечке.
Контрольные опыты (примеры 25-26) показывают, что при использовании неонола марки АФ-9-12 с более длинной оксиэтильной цепью, чем в заявляемом способе, для разделения фаз тратится большее время, при этом получается дисперсия с концентрацией ниже нормы, которая не образует качественного покрытия.
Контрольный опыт (пример 28) показывает, что при использовании неонола АФ-9-9 в условиях, приближенных к прототипу, получается достаточно концентрированная дисперсия, но покрытие из нее имеет низкие физико-механические свойства, в отличие от предлагаемого способа, кроме того, для разделения фаз тратится большее время. Использование в прототипе более высокой температуры (75°С), в отличие от предлагаемого способа, приводит к существенному повышению времени охлаждения дисперсии и тем самым к снижению общей производительности процесса. При использовании неонола марки АФ-9-8 (пример 27) получается дисперсия с хорошей концентрацией, но структурирующаяся с образованием геля, непригодного для получения покрытий, которые получаются неровными, с пузырями и подтеками, кроме этого, они растрескиваются при выпечке. А при использовании неонолов марок АФ-9-10 и АФ-9-12 (примеры 29 и 30) получаются дисперсии с низкой концентрацией, непригодные для приготовления покрытий, что ограничивает области использования продукта.
Дополнительным преимуществом предлагаемых заявляемым способом неонолов является то, что они жидкие, имеют низкую вязкость и не требуют разогрева при использовании, что значительно упрощает способ их подачи в концентратор. Они нетоксичны, не имеют цвета и запаха, биоразлагаемы на 96%.
Класс C08F14/18 мономеры, содержащие фтор
Класс C08F14/22 винилиденфторид
Класс C09D127/16 гомополимеры или сополимеры винилиденфторида
Класс C09D127/18 гомополимеры или сополимеры тетрафторэтена