一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，包括以下步骤：以乳液聚合法得到的含氟聚合物乳液为原料，经机械破乳后得到聚合物悬浊液，连续通入洗涤塔下部，从洗涤塔上部连续通入去离子水，所述含氟聚合物悬浊液与去离子水逆流接触洗涤，洗后含氟聚合物从高于所述去离子水入口的位置排出并经离心干燥得到合格产品，洗涤废水从低于所述含氟聚合物乳液入口的位置排出。本发明还提供一种利用所述的用于含氟聚合物连续洗涤方法的装置。该方法可在全密闭条件下对含氟聚合物进行连续洗涤，具有适用范围广，洗涤效率高、用水量少等优点，同时不会引入其他杂质，有助于提升产品品质。
【专利说明】
一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法。
【背景技术】
[0002]含氟聚合物具有优异的耐候性、电绝缘性、耐化学品性、耐腐蚀性和耐高低温性能，在航空、汽车、石油和化工等领域均有广泛的应用。乳液聚合是含氟聚合物制备的重要工艺之一，包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物等均可采用乳液聚合的方法。而乳液聚合最主要的缺点是后处理工艺较为复杂，需要经过过滤、破乳、洗涤、干燥、造粒等过程。国内外对乳液后处理工艺进行了大量研究，旨在提高生产效率，降低生产成本。
[0003]在现有技术中，对于含氟聚合物破乳后洗涤工艺有如下描述:
(I)传统的含氟聚合物破乳后洗涤工艺为树脂破乳后，再加入去离子水，开启搅拌促进树脂和水的离子交换，再通过静置分层或者离心等方式去除水层，反复多次直至树脂中杂质残留量低于指标。该方法操作频繁，而且洗涤效率低，耗水量大，一般需要6次以上的洗涤才达标。
[0004](2)中国专利CN102875711A阐述了一种乳液聚合法制备的聚偏氟乙烯乳液凝聚及树脂洗涤的新方法。该专利认为传统工艺得到的凝聚后树脂粉末粒径较小，凝聚的树脂呈糊状，不利于下一步洗涤。该专利发明通过采用冷冻破乳与机械搅拌剪切破乳联合的方法对乳液进行破乳并得到粒径为200 μπι左右的树脂粉末，并研究得到了洗涤纯水优选温度、优选次数、和单次洗涤优选时间。该方法虽然一定程度上减少了洗涤次数和洗涤时间，但要先经过冷冻破乳、再用热水洗涤，能耗较大。
[0005](3)中国专利CN102838820A介绍了一种氟聚合物的后处理工艺。该专利将含氟树脂的乳液破乳、洗涤、脱水、排气等单元整合到一套具有不同操作区域的挤出机中。在挤出机的不同区域实现不同的功能。先是用高压蒸汽对乳液进行破乳，并且破乳后含氟聚合物呈熔融状态，和水一起进入洗涤脱水区域，对熔融含氟聚合物进行多次洗涤脱水，直至表面活性剂残留小于lOppm。洗涤合格后含氟聚合物进入真空区域进行排气，将含水率降至0.1%以下，再进入造粒机造粒。该法是将含氟聚合物熔融后再洗涤，不适用于热固型聚合物，且无法得到粉状产品。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，包括以下步骤:以乳液聚合法得到的含氟聚合物乳液为原料，经机械破乳后得到聚合物悬浊液，其特征在于，含氟聚合物乳液经机械破乳后，连续通入洗涤塔下部，从洗涤塔上部连续通入去离子水，所述含氟聚合物悬浊液与去离子水逆流接触洗涤，洗后含氟聚合物从高于所述去离子水入口的位置排出并经离心干燥得到合格产品，洗涤废水从低于所述含氟聚合物乳液入口的位置排出。
[0007]进一步地，所述含氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物以及四氟乙烯-全氟烷基烯醚共聚物中的一种。
[0008]进一步地，所述含氟聚合物乳液原料的固含率为5%~30% g/go
[0009]进一步地，破乳后含氟聚合物表观密度为0.2 g/cm3~0.8g/cm3。
[0010]进一步地，洗涤过程中所述去离子水与所述破乳后含氟聚合物悬浊液的进料的质量流量之比为1:1~10:1，优选为1:1~5:1。
[0011]进一步地，洗涤过程中所述去离子水温度为10°C -800C，优选为25°C -70°C。
[0012]进一步地，洗涤过程中，在所述洗涤塔的下部通入气体减少洗涤废水的含氟聚合物夹带量，所述气体优选为氮气。
[0013]进一步地，洗涤过程中，通过设置在洗涤塔的塔身的多相流栗来增强对塔内的含氟聚合物的悬浊液和去离子水两者的混合；所述多相流栗对称地交错安装在所述洗涤塔的塔身两侧；对于同一个多相流栗，其入口的高度高于其出口的高度；且出入口位于同一个挡板形成的隔腔内；所述多相流栗与所述洗涤用的去离子水的质量流量之比为2~50倍，优选为4~10倍。
[0014]本发明还提供一种利用所述的用于含氟聚合物连续洗涤方法的装置，包括破乳釜、中间槽和洗涤塔，所述中间槽设置在所述破乳釜和洗涤塔之间，所述洗涤塔包括缓冲釜、塔身和静置罐，所述缓冲釜连接在所述塔身的下部，所述静置罐连接在所述塔身的上部，所述缓冲釜内设置有分布器，所述分布器用于通入气体的均匀分布，所述缓冲釜下部设置有洗涤废水的出口，所述塔身下部设置有破乳后含氟聚合物悬浊液的入口，所述塔身内部设置有挡板，所述挡板用于延长洗涤水和含氟聚合物悬浊液在塔身的停留时间，所述塔身中部设置有多个多相流栗，所述多相流栗对称地交错安装在所述洗涤塔的塔身两侧，对于同一个多相流栗，其入口的高度高于其出口的高度，且出入口位于同一个挡板形成的隔腔内，所述塔身上部设置有去离子水的入口，所述静置罐上部设置有洗后含氟聚合物的出口。所述静置罐用于树脂和水的分层，降低洗后树脂的含水率；所述洗涤塔塔身是树脂与水发生逆流洗涤的主要场所；所述缓冲釜用于减少洗涤废水中树脂夹带；所述多相流栗用于增强洗涤塔塔身内部的局部扰动，增强树脂与去离子水的混合效果；所述分布器用于将氮气在水中形成均匀的小气泡。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:
(1)提供了一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，大大提高了洗涤效率的同时也降低用水量；
(2)以栗循环流替代传统的搅拌，从而增强洗涤过程中的离子交换过程，不仅更容易实现工业化，而且不会引入新杂质；
(3)在洗涤塔底部引入氮气并产生气泡，目的在于降低洗涤废水中含氟聚合物夹带量，同时也降低破乳后含氟聚合物表观密度，有利于减少洗涤用水量。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的流程及装置的示意图。
[0017]图中:1为破乳釜；2为中间槽；3_1为缓冲釜；3_2为塔身；3_3为静置罐；3_11为分布器；3-21为挡板；3-22为多相流栗。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例来对本发明进行进一步说明。
[0019]实施例1
将固含率为25%的聚偏氟乙烯乳液通入破乳釜，开启搅拌破乳完全。再将破乳后的聚偏氟乙烯树脂栗输送至洗涤塔的下部；破乳后树脂进料流量为500kg/h ;洗涤用去离子水用量为1000kg/h，水温为25°C ;开启所有多相流栗，栗流量为5000kg/h，洗后树脂电导率小于5 μ s/cm,固含率为12% ;洗涤废水电导率为120~160 μ s/cm,固含率小于0.05%。
[0020]实施例2
将固含率为15%的聚全氟乙丙烯乳液通入破乳釜，开启搅拌破乳完全。再将破乳后聚全氟乙丙烯树脂栗至洗涤塔的下部；破乳后树脂进料流量为400kg/h ;洗涤用去离子水用量为1500kg/h，水温为65°C ；开启所有多相流栗，栗流量为15000kg/h往塔釜分布器不断通入氮气，氮气用量为4m3/h ;洗后聚全氟乙丙烯树脂电导率小于2 μ s/cm,固含率为10% ;洗涤废水电导率为50~60 μ s/cm,固含率小于0.05%。
[0021]实施例3
将固含率为8%的聚偏氟乙烯乳液通入破乳釜，开启搅拌破乳完全。再将破乳后聚全氟乙丙烯树脂栗至洗涤塔的下部；破乳后树脂进料流量为800kg/h ;洗涤用去离子水用量为1000kg/h，水温为45°C ；开启所有多相流栗，栗流量为2000kg/h ;往塔釜分布器不断通入氮气，氮气用量为2m3/h ;洗后聚全氟乙丙烯树脂电导率小于3 μ s/cm,固含率为12% ;洗涤废水电导率为50~60 μ s/cm，固含率小于0.05%。
[0022]实施例4
本发明还提供一种利用所述的用于含氟聚合物连续洗涤方法的装置，包括破乳釜1、中间槽2和洗涤塔，所述中间槽2设置在所述破乳釜I和洗涤塔之间，所述洗涤塔包括缓冲釜3-1、塔身3-2和静置罐3-3，所述缓冲釜3-1连接在所述塔身3_2的下部，所述静置罐3_3连接在所述塔身3-2的上部，所述缓冲釜3-1内设置有分布器3-11，所述分布器3-11用于通入气体的均匀分布，所述缓冲釜3-1下部设置有洗涤废水的出口，所述塔身3-2下部设置有破乳后含氟聚合物悬浊液的入口，所述塔身3-2内部设置有挡板3-21，所述挡板3-21用于延长洗涤水和含氟聚合物悬浊液在塔中的停留时间，所述塔身3-2中部设置有多个多相流栗3-22，所述多相流栗3-22对称地交错安装在所述洗涤塔的塔身3-2两侧，对于同一个多相流栗3-22，其入口的高度高于其出口的高度，且出入口位于同一个挡板隔腔中，所述塔身3-2上部设置有去离子水的入口，所述静置罐3-3上部设置有洗后含氟聚合物的出口。所述静置罐3-3用于树脂和水的分层，降低洗后树脂的含水率；所述洗涤塔塔身3-2是树脂与水发生逆流洗涤的主要场所；所述缓冲釜3-1用于减少洗涤废水中树脂夹带；所述多相流栗3-22用于强化洗涤塔塔身内部的局部扰动，增强树脂与去离子水的混合效果；所述分布器3-11用于将氮气在水中形成均匀的小气泡。
【主权项】
1.一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，包括以下步骤:以乳液聚合法得到的含氟聚合物乳液为原料，经机械破乳后得到聚合物悬浊液，其特征在于，含氟聚合物乳液经机械破乳后，连续通入洗涤塔下部，从洗涤塔上部连续通入去离子水，所述含氟聚合物悬浊液与去离子水逆流接触洗涤，洗后含氟聚合物从高于所述去离子水入口的位置排出并经离心干燥得到合格产品，洗涤废水从低于所述含氟聚合物乳液入口的位置排出。2.如权利要求1所述的一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，其特征在于，所述含氟聚合物为聚四氟乙稀、聚偏氟乙稀、聚全氟乙丙稀、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物以及四氟乙烯-全氟烷基烯醚共聚物中的一种。3.如权利要求1所述的一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，其特征在于，所述含氟聚合物乳液原料的固含率为5%~30% g/go4.如权利要求1所述的一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，其特征在于，破乳后含氟聚合物表观密度为0.2 g/cm3~0.8g/cm3。5.如权利要求1所述的一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，其特征在于，洗涤过程中所述去离子水与所述破乳后含氟聚合物悬浊液的进料的质量流量之比为1:1~10:1，优选为 1:1?5:106.如权利要求1所述的一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，其特征在于，洗涤过程中所述去离子水温度为10°C ~80°C，优选为25°C ~70°C。7.如权利要求1所述的一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，其特征在于，洗涤过程中，在所述洗涤塔的下部通入气体减少洗涤废水的含氟聚合物夹带量，所述气体优选为氮气。8.如权利要求1所述的一种用于含氟聚合物连续洗涤的方法，其特征在于，洗涤过程中，通过设置在洗涤塔的塔身的多相流栗来增强对塔内的含氟聚合物的悬浊液和去离子水两者的混合；所述多相流栗对称地交错安装在所述洗涤塔的塔身两侧；对于同一个多相流栗，其入口的高度高于其出口的高度，且出入口位于同一个挡板形成的隔腔内；所述多相流栗与所述洗涤用的去离子水的质量流量之比为2~50倍，优选为4~10倍。9.一种利用权利要求1所述的用于含氟聚合物连续洗涤方法的装置，包括破乳釜、中间槽和洗涤塔，所述中间槽设置在所述破乳釜和洗涤塔之间，其特征在于，所述洗涤塔包括缓冲釜、塔身和静置罐，所述缓冲釜连接在所述塔身的下部，所述静置罐连接在所述塔身的上部，所述缓冲釜内设置有分布器，所述分布器用于通入气体的均匀分布，所述缓冲釜下部设置有洗涤废水的出口，所述塔身下部设置有破乳后含氟聚合物悬浊液的入口，所述塔身内部设置有挡板，所述挡板用于延长洗涤水和含氟聚合物悬浊液在塔身的停留时间，所述塔身中部设置有多个多相流栗，所述多相流栗对称地交错安装在所述洗涤塔的塔身两侧，对于同一个多相流栗，其入口的高度高于其出口的高度，且出入口位于同一个挡板形成的隔腔内，所述塔身上部设置有去离子水的入口，所述静置罐上部设置有洗后含氟聚合物的出口。
【文档编号】C08F6/12GK105985459SQ201510089639
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月27日
【发明人】张静天, 刘勇营, 陈先进, 郑刚, 高鹏飞
【申请人】浙江化工院科技有限公司, 浙江蓝天环保高科技股份有限公司