不含有填料的聚四氟乙烯粒状粉末及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种表观密度大、平均粒径小且粒度分布陡、带电量小、休止角小、粉末流动性好、不含有填料的聚四氟乙烯粒状粉末。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于不含填料的聚四氟乙烯粒状粉末及其制造方法。
技术介绍
以往，关于将悬浮聚合得到的聚四氟乙烯(PTFE)粉末微粉碎至平均粒径100μm以下、然后造粒得到粒状粉末的制造方法，曾经提出过许多种方案，例如特公昭44-22619中公布了一种将PTFE粉末在含有沸点30-150℃的不溶于水的有机液体的、30-150℃的水介质中搅拌造粒的方法。另外，为了改进上述专利公报中所述的方法，特公昭57-15128中公开了使用配备有对于PTFE粉末的破碎机构的装置的方法。此外，作为只使用水进行造粒的方法，例如特公昭43-8611中公布了将PTFE粉末在40-90℃的水中搅拌造粒的方法，特公昭47-3187中公布了将PTFE粉末在40℃以上的水介质中搅拌造粒的方法，再有，特开平3-259926中公布了将PTFE粉末在水介质中、并用破碎机构的情况下搅拌造粒的方法。但是，采用这些造粒方法时，由于静电的作用引起PTFE粉末带电。带电的PTFE粉末在成形时，由于静电作用而附着在成形用金属模具以及料斗和加料器上，致使流动性受到损害。另外，粉末越细小，其流动性越差，同时表观密度也往往会降低，这一点是上述方法的不足之处。另一方面，还有人提出了使用平均粒径100μm以上的PTFE粗粉碎粉末的造粒方法，例如特开平3-259925中公布了将420μm的PTFE粉末在60-100℃的水介质中以及并用破碎机构的情况下进行搅拌造粒的方法。但是，即使采用该专利公报中所述的方法，所得到的PTFE粒状粉末的抗拉强度等成形品物性等仍不能充分满足要求，为了得到最终的制品，还必须进行凝胶化粉碎等后续工序。另外，粒状粉末成形后得到的成形品的绝缘击穿电压比较低，不能用于要求绝缘击穿电压的用途。而且，如上所述，该方法需要破碎机构。为了解决上述问题，本专利技术人进行了深入的研究，结果发现，在与水形成液-液界面的有机液体以及非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂存在下将PTFE微粉碎粉末在水中搅拌造粒，可以解决上述问题。另外，本专利技术人还发现，即使是PTFE粗粉碎粉末，通过同样搅拌造粒也可以解决上述问题。即，本专利技术的目的是，提供表观密度大、平均粒径小且粒度分布陡、带电量小、休止角小、粉末流动性等粉末物性良好的不含有填料的PTFE粒状粉末及其制造方法。特别是原料PTFE粉末的平均粒径较小的场合，所得到的PTFE粒状粉末可以提供具有良好的延伸率和表面平滑性等成形品物性，并且表面粗糙度小(平滑)，绝缘击穿电压大而且白度(Z值)也大的成形品。专利技术概述本专利技术是关于不含有填料的PTFE粒状粉末的制造方法，其特征是，将用悬浮聚合法得到的PTFE的平均粒径10μm以上、100μm以下的微粉碎粉末或100μm以上、300μm以下的粗粉碎粉末在水中搅拌造粒，所述的搅拌造粒是在与水形成液-液界面的有机液体以及非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂存在的条件下进行搅拌造粒。在该制造方法中，优选的是，非离子表面活性剂是具有由3-4个碳原子的聚(氧化亚烷基)单元构成的疏水性链段和由聚(氧化亚乙基)单元构成的亲水性链段的表面活性剂。另外，阴离子表面活性剂优选的是含有全氟烷基或全氯氟烷基作为疏水性基团的含氟表面活性剂。相对于PTFE粉末来说，表面活性剂的量优选的是0.01-10％(重量)。另外，上述的PTFE，除了四氟乙烯均聚物之外还可以使用99-99.999％(摩尔)四氟乙烯与1-0.001％(摩尔)全氟乙烯基醚共聚合得到的改性PTFE。此外，本专利技术是关于不含有填料的PTFE粒状粉末，其特征是，该粉末是用上述制造方法得到的、不含有填料的PTFE粒状粉末，该粒状粉末的表观密度是0.6g/cm3以上，特别是原料的PTFE粉末使用平均粒径10μm以上、100μm以下的微粉碎粉末时，该粒状粉末的表观密度是0.7g/cm3以上。对于该粒状粉末来说，用下文中所述的方法测定的粒状粉末的流动性应在6次以上，粒状粉末的休止角应在40度以下，粒状粉末的平均粒径应在500μm以下，粒状粉末的带电量应在50V以下。另外，作为该粒状粉末，优选的是可以提供0.1mm厚的切削薄片的绝缘击穿电压为5KV以上的成形体，可以提供表面粗糙度4.0μm以下的成形体，以及可以提供白度(Z值)95以上、特别是100以上的成形体。特别优选的是表观密度0.7g/cm3以上、0.8g/cm3以下并且平均粒径250μm以上、500μm以下的不含有填料的PTFE粒状粉末，其休止角是38度以下，带电量是10V以下，并且白度(Z值)是95以上，优选的是100以上，该粒状粉末可以制备0.1mm厚的切削薄片的绝缘击穿电压在7KV以上、表面粗糙度在2.5μm以下的成形体；表观密度0.8g/cm3以上、0.9g/cm3以下并且平均粒径250μm以上、500μm以下的不含有填料的PTFE粒状粉末，其休止角是38度以下，带电量是10V以下，并且白度(Z值)是95以上，优选的是100以上，该粒状粉末可以制备0.1mm厚的切削薄片的绝缘击穿电压在6KV以上、表面粗糙度在3.0μm以下的成形体；表观密度0.9g/cm3以上、1.0g/cm3以下并且平均粒径250μm以上、500μm以下的不含有填料的PTFE粒状粉末，其休止角是37度以下，带电量是10V以下，并且白度(Z值)是95以上，优选的是100以上，该粒状粉末可以制备0.1mm厚的切削薄片的绝缘击穿电压在5KV以上、表面粗糙度在3.0μm以下的成形体；表观密度0.7g/cm3以上、0.9g/cm3以下并且平均粒径150μm以上、250μm以下的不含有填料的PTFE粒状粉末，其休止角是38度以下，带电量是10V以下，并且白度(Z值)是95以上，优选的是100以上，该粒状粉末可以制备0.1mm厚的切削薄片的绝缘击穿电压在7KV以上、表面粗糙度在2.5μm以下的成形体；表观密度0.9g/cm3以上、1.0g/cm3以下并且平均粒径150μm以上、250μm以下的不含有填料的PTFE粒状粉末，其休止角是37度以下，带电量是10V以下，并且白度(Z值)是95以上，优选的是100以上，该粒状粉末可以制备0.1mm厚的切削薄片的绝缘击穿电压在7KV以上、表面粗糙度在3.0μm以下的成形体。一般地说，PTFE粒状粉末的表观密度越高或者平均粒径越大，与操作性有关的物性(休止角、流动性、带电性等)越高，另一方面，所得到的成形品的物性(机械强度和延伸率、绝缘击穿电压、表面粗糙度等)则趋向于降低。本专利技术的不含有填料的PTFE粒状粉末具有新的、优异的操作性和成形品物性，为了确定地评价本专利技术的新的PTFE粒状粉末，必须对表观密度和平均粒径处于相同范围内的粒状粉末进行比较，得到公正的评价。因此，在本专利技术中，在表观密度和平均粒径中进行区分、规定。附图的简要说明附图说明图1是在本专利技术中用于调查粒状粉末的流动性的装置的示意图。图2是表示实施例7中得到的本专利技术的不含有填料的PTFE粒状粉末的粒子结构的光学显微镜照片(放大200倍)。图3是表示实施例7中得到的本专利技术的不含有填料的PTFE粒状粉末的粒子结构的光学显微镜照片(放大100倍)。图4是表示比较例1中得到的不含有填料的PTFE粒状粉末的粒子结构的光学显微镜照片(放大100倍)。发本文档来自技高网...

【技术保护点】
不含有填料的聚四氟乙烯粒状粉末，其特征在于，该粒状粉末是表观密度０．７ｇ／ｃｍ↑［３］以上、０．８ｇ／ｃｍ↑［３］以下并且平均粒径２５０μｍ以上、５００μｍ以下的不含有填料的聚四氟乙烯粒状粉末，其休止角是３８度以下，带电量是１０Ｖ以下，并且白度（Ｚ值）是９５以上，该粒状粉末可以制备０．１ｍｍ厚的切削薄片的绝缘击穿电压在７ＫＶ以上、表面粗糙度在２．５μｍ以下的成形体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：浅野道男，辻雅之，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]