γ射线结合臭氧制备PTFE超细粉的方法技术

一种γ射线结合臭氧制备PTFE超细粉的方法，包括：将干燥的聚四氟乙烯原料置于液氮中急冷；再用粉碎机粉碎成粒径为100-1000μm的聚四氟乙烯粉料；然后放到钴60装置的自动流水线的盛具中；在自动流水线上先喷淋臭氧，然后再在通过钴60装置时进行辐照，辐照剂量40-60KGy，辐照时间根据钴60装置的放射性大小决定；自动流水线将经辐照的聚四氟乙烯粉料运输到辐照室外；放入气流粉碎系统，充分粉碎即可得到粒径在0.2-5μm的聚四氟乙烯超细粉。根据本发明专利技术提供的方法，可增加聚四氟乙烯的降解率，同时采用自动流水线也进一步提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工
，特别涉及一种Y射线结合臭氧制备PTFE超细粉的方法。
技术介绍
聚四氟乙烯(PTFE)俗称塑料王，是由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物，有很强的凝聚性，很容易附在一起，不易分散。PTFE超细粉(微粉)是低分子量的聚四氟乙烯，分子量在I万以下，粒径在0.5-15 μ m之间，PTFE超细粉不仅保持着聚四氟乙烯原有的所有优良性能，还具有许多独特的性能:如无自凝聚性、无静电效应、相溶性好、分子量低、分散性好、自润滑性高、摩擦系数降低，不结团，容易与油或有机液体相混，与其它固体微粒也可均匀混合等等。PTFE超细粉平均粒径小于5 μ m，比表面大于10m2/g，摩擦系数0.06 0.07，润滑性好，能很好地分散在许多材料中。可用作塑料、橡胶、油墨、涂料、润滑油脂的防黏、减摩、阻燃添加剂，也可作干性润滑剂制成气溶胶等。PTFE超细粉可以单独作固体润滑剂使用，也可以作为塑料、橡胶、涂料、油墨、润滑油、润滑脂等的添加剂。可采用各种典型的粉末加工方法与塑料或橡胶混合，如共混等。在油和油脂中添加PTFE超细粉，可降低摩擦系数，只要加入百分之几，即可提高润滑油的寿命。其有机溶剂分散液还可作脱模剂。臭氧是氧的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的蓝色气体，不溶于四氯化碳。臭氧具有很强的氧化性，易分解，在分解过程中产生的羟基自由基(.0H)具有极强的氧化能力。制备PTFE超细粉的方法，决定了 PTFE超细粉的结构性能、分子量及其分布。PTFE超细粉的制备方法主要有两种:1、直接用四氟乙烯调节聚合，经一定时间后终止聚合反应，产物再进行适当加工；2、用高分子量PTFE裂解，再粉碎。裂解反应制备PTFE超细粉的方法主要有热裂解和辐照裂解。辐照裂解过程中，PTFE的裂解受辐照条件的影响，辐照剂量、辐照所采用的能量来源以及氧化条件的不同，对PTFE超细粉的物理性能和化学性能均有较大影响，因此需要对PTFE辐照裂解过程中的设备和工艺条件进行优化及严格控制。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种Y射线结合臭氧制备PTFE超细粉的方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种Y射线结合臭氧制备PTFE超细粉的方法，包括如下步骤:(I)将干燥的聚四氟乙烯原料用液氮进行急冷处理；将急冷处理后的聚四氟乙烯原料粉碎成粒径为100-1000 μ m的粉料；(2)将聚四氟乙烯粉料放入盛具中，所述盛具密封且位于贯穿钴60辐照室的自动流水线上，其内设置有至少I个释放装置接口，钴60辐照室包括位于辐照室中间的至少I个钴60辐照装置、经过钴60辐照装置的自动流水线、至少I个臭氧释放装置、辐射隔离墙以及控制室；(3)聚四氟乙烯粉料随着开启的自动流水线匀速进入辐照室，在聚四氟乙烯粉料经过至少I个钴60辐照装置时，所述至少I个臭氧释放装置向聚四氟乙烯粉料所在的密封盛具内充入臭氧，充入的臭氧与所述聚四氟乙烯粉料的重量比为0.1%-0.5% ；(4)在经过所述至少I个钴60辐照装置时，至少I个钴60辐照装置产生的伽马射线对聚四氟乙烯粉料进行辐照，辐照剂量为40-60KGy ；(5)装有经过辐照的聚四氟乙烯粉料的盛具由自动流水线运出辐照室；(6)用气流粉碎机将经过辐照的聚四氟乙烯粉料进行再粉碎、分级，聚四氟乙烯细粉分散成平均粒径5 μ m以下的聚四氟乙烯超细粉。进一步地，所述至少I个臭氧释放装置向聚四氟乙烯粉料的密封盛具内充入臭氧，充入的臭氧与聚四氟乙烯粉料的重量比为0.3%。进一步地，所述至少I个钴60辐照装置为单栅板钴源。进一步地，所述至少I个钴60辐照装置为双栅板钴源。进一步地，步骤(4)还包括所述自动流水线与装有聚四氟乙烯粉料的盛具接合在一起，并在自动流水线的出口端将经过辐照的聚四氟乙烯粉料倒入步骤(5)所述的气流粉碎机的进料口。进一步地，所述气流粉碎机包括气流喷嘴、粉碎腔，压缩空气通过喷嘴高速喷射入粉碎腔，使经过辐照的聚四氟乙烯细粉颗粒在多股高压气流的交汇点处反复碰撞、磨擦、剪切而粉碎。进一步地，所述气流粉碎机还包括旋风分离器、除尘器和引风机；所述气流粉碎机包括分级区，在粉碎腔粉碎后的聚四氟乙烯在引风机作用下运动至分级区，在分级轮作用下，使聚四氟乙烯细粉颗粒按粒度大小分离，符合粒度要求的细颗粒通过分级轮进入旋风分离器或除尘器进行收集，旋风分离器收集细粒子中的较粗粒子，少部分超细粒子由除尘器收集，不符合粒度要求的粗颗粒下降至粉碎腔继续粉碎。进一步地，所述气流粉碎机的气流喷嘴为拉瓦尔喷嘴。进一步地，所述气流粉碎机具有干燥过滤装置，干燥过滤装置位于喷嘴前方。进一步地，其特征在于，所述自动流水线为可实现自动倒车的斗式输送机或悬挂链式输送系统。根据本专利技术提供的聚四氟乙烯超细粉的制备方法，在相同的辐照条件下，可增加聚四氟乙烯的降解率，或者在降低辐照时间的情况下也能达到相同的降解率，可以较大地提高生产效率，节约生产成本，同时兼顾产品质量，保证获得的低分子量聚四氟乙烯平均粒径小于5 μ m,且整个制造过程严格可控。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。聚四氟乙烯的耐辐射性能较差(lOOOGy)，受高能辐射后引起降解，本专利技术利用聚四氟乙烯的这个特性采用钴60装置对聚四氟乙烯进行辐射降解处理，再用气流粉碎机进行分散处理可得到聚四氟乙烯超细粉材料。钴-60 (Co)是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为5.27年。它会透过β衰变放出能量高达315keV的高速电子成为镍-60，同时会放出两束伽马射线，其能量分别为1.17及1.33MeV。Y射线，又称Y粒子流，是波长短于0.2埃的电磁波，有很强的穿透力。经过辐照降解后，聚四氟乙烯由高分子变成低分子，但低分子的聚四氟乙烯仍然团聚在一起，没有分散成小分子的超细粉。为了能得到超细粉，必须把辐照降解后的低分子的聚四氟乙烯经过气流粉碎及粉碎。本专利技术下述实施例中所使用的气流粉碎机包括气流喷嘴、粉碎腔，压缩空气通过喷嘴高速喷射入粉碎腔，在多股高压气流的交汇点处，经辐照过的聚四氟乙烯细粉颗粒被反复碰撞、磨擦、剪切而粉碎。其中，气流粉碎机的气流喷嘴为拉瓦尔喷嘴，其前方设置有干燥过滤装置。气流粉碎机还包括旋风分离器、除尘器和引风机。气流粉碎机还包括分级区，在粉碎腔粉碎后的聚四氟乙烯在引风机作用下运动至分级区，在高速旋转的分级涡轮产生的离心力作用下，聚四氟乙烯颗粒按粒度大小分离，符合粒度要求的细颗粒通过分级轮进入旋风分离器或除尘器进行收集，旋风分离器收集细粒子中的较粗粒子，少部分超细粒子由除尘器收集，不符合粒度要求的粗颗粒下降至粉碎腔继续粉碎。实施例一一种聚四氟乙烯超细粉的制备方法，包括如下步骤:(I)将干燥的聚四氟乙烯原料用液氮进行低温冷处理；将低温处理后的聚四氟乙烯原料粉碎成粒径为100-1000 μ m的粉料；(2)将聚四氟乙烯粉料放入盛具中，盛具是位于贯穿钴60辐照室的斗式输送机上的可密封的货斗，钴60辐照室包括位于辐照室中间的I个单栅板钴源，经过单栅板钴源的斗式输送机，位于自动流水线上并邻近所述钴60辐照装置的至少I个臭氧释放装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种γ射线结合臭氧制备PTFE超细粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将干燥的聚四氟乙烯原料用液氮进行急冷处理；将急冷处理后的聚四氟乙烯原料粉碎成粒径为100?1000μm的粉料；（2）将聚四氟乙烯粉料放入盛具中，所述盛具密封且位于贯穿钴60辐照室的自动流水线上，其内设置有至少1个释放装置接口，钴60辐照室包括位于辐照室中间的至少1个钴60辐照装置、经过钴60辐照装置的自动流水线、至少1个臭氧释放装置、辐射隔离墙以及控制室；（3）聚四氟乙烯粉料随着开启的自动流水线匀速进入辐照室，在聚四氟乙烯粉料经过至少1个钴60辐照装置时，所述至少1个臭氧释放装置向聚四氟乙烯粉料所在的密封盛具内充入臭氧，充入的臭氧与所述聚四氟乙烯粉料的重量比为0.1%?0.5%；（4）在经过所述至少1个钴60辐照装置时，至少1个钴60辐照装置产生的伽马射线对聚四氟乙烯粉料进行辐照，辐照剂量为40?60KGy；（5）装有经过辐照的聚四氟乙烯粉料的盛具由自动流水线运出辐照室；（6）用气流粉碎机将经过辐照的聚四氟乙烯粉料进行再粉碎、分级，聚四氟乙烯细粉分散成平均粒径5μm以下的聚四氟乙烯超细粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾建忠，吴明红，蔡建球，
申请(专利权)人：太仓金凯特种线缆有限公司，
类型：发明
国别省市：