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DE1679817B2 - Verfahren zur Herstellung von agglomeriertem Polytetrafluoräthylenpulver - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von agglomeriertem Polytetrafluoräthylenpulver

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Publication number
DE1679817B2
DE1679817B2 DE1679817A DED0052870A DE1679817B2 DE 1679817 B2 DE1679817 B2 DE 1679817B2 DE 1679817 A DE1679817 A DE 1679817A DE D0052870 A DED0052870 A DE D0052870A DE 1679817 B2 DE1679817 B2 DE 1679817B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
powder
polytetrafluoroethylene
particles
products
properties
Prior art date
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Granted
Application number
DE1679817A
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English (en)
Other versions
DE1679817C3 (de
DE1679817A1 (de
Inventor
Shun Koizumi
Yutaka Takarazuka Hyogo Kometani
Takeaki Nakajima
Chuzo Osaka Okuno
Takeshi Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Kogyo Co Ltd filed Critical Daikin Kogyo Co Ltd
Publication of DE1679817A1 publication Critical patent/DE1679817A1/de
Publication of DE1679817B2 publication Critical patent/DE1679817B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1679817C3 publication Critical patent/DE1679817C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/08Making granules by agglomerating smaller particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2327/18Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Fließc-igenschaften und ein niedriges SchüttcewicH unter Ö",3, so daß die Fließeigenschaften nicht den o>
wünschten Anforderungen entsprechen.
Ferner ist es bekannt, zur Herstellung von PoIy-35 tetrafluoräthylenpulver eine benetzte Masse aus PoIy-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur tetrafluoräthylenpulver mit einer organischen Flüssig-
Herstellung von Polytetrafluoräthylenpulver mit guten keit, die einen Siedepunkt zwischen 0 und 200"C be-
Fließeigenschaften, das sich gut zur Herstellung von sitzt, bei einer Temperatur zwischen 0 und i5Ü C bc:i
geformten Gegenständen mit großer Dichte oder von einem Gewichtsverhältnis von 1 Teil Poiytetrafiuor-
Polytetrafluoräthylenpulver mit darin einheitlich ver- 40 äthylenpulver und 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen der orga-
mischtem Füllstoff bzw. Füllstoffen eignet. nischen Flüssigkeit in einer Mischvorrichtung einer
Da Polytetrafluoräthylen auf ähnliche Weise wie bei Trommelbehandiung zu unterwerfen,
der Pulvermetallurgie und nicht wie andere thermo- Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß eine relativ
plastische Harze geformt wird, die sich beispielsweise lange Granulierzek benötigt wird und dabei Teilchen
durch Schmelzextrusion, Spritzguß oder thermischen 45 mit sehr uneinheitlicher Größenverteilung in Form
Druck formen lassen, muß das entsprechende Form- von polygonaien Körnchen erhalten werden. Die
pulver eine Reihe besonderer Eigenschaften auf·· Form dieser Pulver hat einen ungünstigen Einfluß auf
weisen. die mechanischen Eigenschaften des anschließend
Beispielsweise soll das Pulver gute Fließeigenschaf- daraus geformten Artikels.
ten aufweisen, und die einzelnen Teilchen sollen ein- 50 Es wurde nun gefunden, daß der im folgenden noch
heitlich weich sein und bei einem Druck von 50 kg/cm2 näher erläuterte Böschungswinkel bei Polytetrafluor-
oder darüber eine innige gegenseitige Adhäsion auf- äthylenpulver und füllstoffhaltigem Polytetrafluor-
Weiäen. Ferner sollte das Pulver ein großes Schutt- äthylenpulvei 45° nicht überschreiten darf, falls das
gewicht aufweisen, und falls das Pulver einen oder Pulver ohne Schwierigkeiten beim manuellen oder
mehrere Füllstoffe enthält, sollten diese einheitlich 55 automatischen Formen in eine metallische Form ein-
vermischi sein. Die guten Fließeigenschaften sind gefüllt und zusammengepreßt werden soll. Es wurde
hauptsächlich wegen der einfacheren Handhabung ferner festgestellt, daß die herkömmlich hergestellten
erforderlich. Pulver mit guten Fließeigenschaften und Pulver nur zögernd fließen oder daß die metallische
ohne Neigung zur Aggregation können einheitlich Form infolge der unerwünschten Brückenbildung
und leicht in eine metallische Form eingefüllt werden. 60 während des Formens, z. B. bei Verwendung von auto-
Insbesondere beim Formen mit automatischen Form- matischen Formmaschinen, uneinheitlich gefüllt wird,
maschinen sind gute Fließeigenschaften von beson- Auch pulverförmiges Polytetrafluoräthylen, das ge-
derer Bedeutung. Die gute Adhäsionsfähigkeit bei dem gebenenfalls Füllstoffe enthält, sollte vorzugsweise
oben angegebenen Druck ist zur Erzielung von Pro- ein Schüttgewicht von mindestens 0,4 aufweisen. Zur
dukten mit großer Dichte von Bedeutung, da bei 65 Herstellung von Polytetrafluoräthylen mit großem
harten oder nicht einheitlich harten und zur gegen- Schüttgewicht werden entweder die bei der Polymeri-
seitigen innigen Adhäsion unter Druck nicht fähigen sation erhaltenen rohen Körner unter speziellen Be-
Pulverteilchen gesinterte geformte Gegenstände mit dingungen mit einer geeigneten Mahlvorrichtung bei
milden Mahlbedingiingen vermählen, oder die aus Polymer und Wasser bestehende Aufschlämmung wird unter milden Mahlbedingungen unter Verwendung eines Mischers od. dgl, beschnitten. Auf diese Weise bleibt der harte Kern des rohen Polymerkorns bei den entstehenden Teilchen unversehrt, ohne daß irgendeine Mahl- oder Verteilerwirkung eintritt. Die auf diese Weise erhaltenen Pulverteilchen sind daher hart und während Jes Formens nicht zur gegenseitigen Adhäsion fähig; dadurch entstehen nur poröse geformte Produkte mit vielen Hohlräumen. Andererseits ist bisher kein füllstoffhaltiges Polytetrafluoräthylenpulver mit großem Schüttgewicht bekannt. Polytetrafluoräthylenpulver oder füllstoffhaltiges Polytetrafluoräthylenpulver mit einem Schüttgewicht von 0,4 oder darüber, welches geformte Produkte mit großer Dichte zu bilden vermag, ist bisher nicht bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Polytetrafluoräthylenpulver mit geringer Teilchengrößenstreuung in Form von kugelförmigen Körnchen und mit guten Fließeigenschaften herzustellen, das i.ch leicht handhaben läßt, leicht bei verhältnismäßig geringem Druck aneinander haftet und dabei geformte Produkte mit großer Dichte ergib.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von agglomeriertem Polytetrafluoräthylenpulver mit gutenPulverfließeigenschaften, mit Teilchendurchmesser im Bereich von 100 bis 5000 μ und einem Böschungswinkel von nicht mehr als 45°, durch Trommeln einer benetzten Masse aus einem Gewichtsteil Polytetrafluoräthylenpulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 300 μ und 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen einer organischen Flüssigkeit mit einem Siedepunkt zwischen 0 und 200° C bei einer Temperatur zwischen 0 und 150°C, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trommelbehandlung in einer Granuliervorrichtung, die einen als Scheibe ausgebildeten Körpe, enthält, der horizontal mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 8 bis 50 m/sec rotiert, bei einem Füllverhältnis von nicht mehr als 0,2 vornimmt.
Die Messung des in der Beschreibung aufgeführten »Böschungswinkels« erfolgt, indem man das zu messende Pulver ruhig durch einen Trichter aus rostfreiem Stahl fließen läßt, der an der Spitze einen Durchmesser von 40 mm, am Boden einen Durchmesser von 6 mm und eine Höhe von 40 mm aufweist und der mit einer Öffnung von 6 mm Innendurchmesser und 3 mm Länge am Ausfluß versehen ist, wobei der Abstand zwischen dem Ausfluß und dem Boden 20 mm beträgt. Das Pulver häuft sich am Boden auf, bis die Spitze des Haufens den Ausfluß des Trichters berührt. Da sich das Pulver etwa in konischer Form aufhäuft, kann man den Radius der Grundfläche messen, und hieraus läßt sich der Bötchungswinkel gemäß der folgenden Gleichung berechnen :
Böschungswinkel Θ = tang -:
20 \
7
Zur Messung dieses Böschungswinkels sollte das zu untersuchende Pulver gründlich getrocknet sein und keine statische Elektrizität aufweisen. Ferner wird die Messung boi 23 0C ausgeführt. Die Prozent-■ngaben in der Beschreibung beziehen sich auf das Gewicht, falls nichis anderes angegeben.
Die Messung der »Wasserdampfdurchlässigkeit« wird auf folgende Weise ausgeführt:
300 g des zu untersuchenden Pulvers werden in einer metallischen Form von 70 mm Innendurchmesser bei einem Druck von 300 kg/cma vorgeformt und in einen mit Rührer versehenen elektrischen 5 Ofen eingebracht, dessen Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 150°C pro Stunde bis auf 37O°C erhöht wird; anschließend wird 8 Stunden bei 370°C gesintert, und dann läßt man die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 400C pro Stunde bis auf Zimmertemperatur absinken. Aus dem entstehenden Block mit einem Durchmesser von etwa 70 mm und einer Höhe von etwa 80 mm wird ein Band von 0,1 mm Stärke mit einer Drehbank abgedreht, und dieses Band wird dann einem Wasserdampfdurchlässigkeitstest gemäß dem Verfahren E in ASTM E 96-63T (wobei die Temperatur 400C beträgt) unterzogen. Die Einheit beträgt g/m2, 24 Stunden.
Die »dielektrische Durchschlagsspannung« wird gemessen, indem man den ?. S. ähnliche Weise wie die Probe für den obigen Dampfe1 urchlässigkeitstest hergestellten Polytetrafluoräthylenfilm von 0,1 mm Stärke zwischen kugelförmigen Elektroden mit 12,5 mm Durchmesser bringt, hierauf eine Belastung von Γ00 g ausübt und dann eine Spannung mit 60 Perioden und einem Scheitelfaktor zwischen 1,34 und 1,48 anlegt, wobei die Spannung mit einer Geschwindigkeit von 1000 V pro Sekunde erhöht wird. Die Messung wird an vierzig verschiedenen Stellen in 50 mm Abständen auf dem Film vorgenommen und hieraus das arithmetische Mittel genommen.
Die charakteristischen Eigenschaften des Polytetrafluoräthylenpulvers gemäß der Erfindung bestehen darin, daß die gebildeten Pulverkörnchen ausgezeichnete Fließeigenschaften, ein»,' spezifische Oberfläche zur Stickstoffadsorption gemäß der BET Adsorptionstherme von 2 bis (1 m2/g und einen Böschungswinkel von nicht mehr als 45C aufweisen. Das Pulver besitzt eine Teilchengröße von 100 bis 5000 μ, im allgemeinen zwischen 200 und 2500 μ und enthält praktisch keine Teilchen mit einem Durchmesse»· von über 6000 oder vorzugsweise 5000 μ. Weitere charakteristische Eigenschaften des Pulvers bestehen darin, daß der größte Teil der Pulverteilchen aus sekundären Agglomeraten von primären Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von nicht mehr als 300, vorzugsweise 200 μ, besteht und daß das Schüttgewicht nicht mehr als 0,4 beträgt; ferner sind die hieraus hergestellten geformten Produkte frei von Hohlräumen und weisen große Dichten auf, was durch eine Wasssrdampf-
5c durchlässigkeit von nicht mehr als 5,0 g/m2, 25 Stunden, bewiesen wird.
Die groCe Dichte der aus dem Polytetrafluoräthylenpulver gemäß der Erfindung hergestellten geformten Gegenstände läßt sich, außer durch die obige Wasserdamnfdurchlässigkeit, auch dadurch beweisen, daß man bei Beobachtung eines dünnen Stücks von etwa 10 μ Stärke, das von dem geformten Block mit einem Mikrotom abgeschabt worden war, durch ein optisches Mikroskop mit einer über lOOfacheti Vergrößerung kein Hohlraum festgestellt werden kann; ferner durch die dielektrische Durchschlagspannung, gemessen an dem Film unter den Bedingungen gemäß Beispiel 3, von 6000 V/0,1 mm bis 13 000 V/0,1 mm, wobei das arithmetische Mittel von über 40 Messungen über 9000 V/0,1 mm lag.
Der bei dem eriindungsgemäßen Verfahren verwendete »Füllstoff« besteht aus pulverförmigen, mit dem Polytetrafluoräthylen zu vermischenden
zen, wobei die Eigenschaften des Polytetranuorätliylens, wie Abriebfestigkeit und Kriechbeständigkeit, verbessert und die Kosten des Materials gesenkt werden sollen. Allgemein verwendet man als derartige Füllstoffe beispielsweise Glaspulver, Glasfaserpulver, Kohlepulver, Kupferpulver, Molybdändisulfidpulver, Graphitpulver, Bronzepulver, Asbestpulver, Glimmerpulver, Quarzpulver, Tonerdepulver und andere verschiedene anorganische Materialien oder Metalloxyde. Diese können allein oder als Gemische von zwei oder mehreren verschiedenen Pulvern verwendet werden.
Die Menge des obengenannten Füllstoffs beträgt etwa 40 Gewichtsprozent oder weniger, vorzugsweise 25 Gewichtsprozent oder weniger, bezogen auf die Gesamtmenge des füllstoffhaltigen Polytetrafluoräthylenpulvers. Allgemein gilt, daß die Granulierung oder Agglomerierung um so leichter erfolgt, je geringer die Füllstoffmenge ist. Die Granulierung wird sehr schwierig, wenn die Füllstoffmenge über 40 Gewichtsprozent beträgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das hierbei erhaltene agglomerierte Pulver werden nun im folgenden näher erläutert.
Die Form des als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Polytetrafluoräthylenpulvers ist nicht kritisch; es kann faserförmig oder nicht faserförmig sein, muß aber einen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 300 μ, vorzugsweise nicht mehr als 200 μ, aufweisen. Ein derartiges spezielles Pulver kann hergestellt werden, indem man das polymere Pulver, das z. B. durch Polymerisation durch Polytetrafluoräthylen in Gegenwart von Wasser, das einen Reaktionsinitiator enthält oder durch Ionenbestrahlung von Tetrafluoräthylen in gasförmiger oder flüssiger Phase in Gegenwart von Wasser oder in trockenem Zustand erhalten wurde, vermahlt; hierzu eignet sich eine Mahlvorrichtung, wie eine Hammermühle, an deren Flügel sich ein Rotor befindet, oder die mit hydraulischer Energie arbeitet oder mit Schnittflügeln usw., bis der gewünschte durchschnittliche Durchmesser erzielt wird. Falls Tetrafluoräthylen in Gegenwart von Wasser polymerisiert wird, geschieht dies zweckmäßigerweise durch ein Suspensionsverfahren in Gegenwart eines Freiradikalreaktionsinitiators. Man kann aber auch durch Emulsionspolymerisation hergestelltes Polytetrafluoräthylen als Ausgangsmaterial bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwenden. Da das bei dem Emulsionsverfahren erhaltene Polytetraflucräthylen in feinen Teilchen von etwa 0,2 μ erhalten wird, kann man es direkt als Ausgangsmaterial, ohne das oben beschriebene Vermählen, verwenden.
Dieses pulverförmige Material mit einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 300 μ wird gegebenenfalls mit dem Füllstoff vermischt und dann miteiner das Polytetrafluoräthylen benetzenden Flüssigkeit, die eine Oberflächenspannung bei 25° C von nicht mehr als 35 dyn/cm aufweist, benetzt. Beispiele für eine derartige Flüssigkeit sind aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Hexan, Heptan, Benzin und Kerosin oder Gemische hiervon; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, o-, m- und p-Xylol; Alkohole, wie Äthanol, Methanol, Isopropanol, t-Butanol, Allylalkohol, Äthylenglykol, Benzylalkohol und Cyclohexanol; Äther, wie Äthyläther, Anisol, Tetrahydrofuran und Dioxan; Aldehyde, wie Paraldehyd, Diäthylacetal und Acrolein; Ketone, wie Aceton, Cyclohexanon und Methyläthylketon; Halogenderivate, wie Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Allyljodid, Äthylendibromid, Chloral, Dichloressigsäure, Acetylchlorid, Monochlorbenzol und Benzylchlorid; fluorierte Kohlenwasserstoffe, wie 1,1,2-1 richlortrifluoräthan, l-Monofluor-l.l^-trichlormelhan, 1,2-Difluortetrachloräthan, 1,1-Dinuortetrachloräthan, Octafluorcyclobutan,
CI(CF2CFCl)nCl, H(CF„CF8)„CH2OH,
CI(CF,CF,)»CI
(in den vorangegangenen drei Formeln bedeutet η eine ganze Zahl von 1 bis 10), w-Monohydroperfluorhexen, Benzotrifluorid, o-, m- und p-Monochlorbenzotrifluorid, 1,2-Dibromtetrafluoräthan und 1,1,2-Trichlorpentafluorpropan. Es genügt, eine derartige Flüssigkeit in einer zur vollständigen Benetzung des pulver-Materals ausreichenden Menge anzuwenden. Die Anwendung einer größeren Menge ist vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt aus unzweckmäßig; andererseits
ao wird durch zu wenig Flüssigkeit die vollständige Agglomerierung während der nachfolgenden Granulierungsstufe beeinträchtigt. Normalerweise verwendet man die Flüssigkeit zweckmäßigerweise in einer Menge von 0,1 bis 1,5 Gewichtsteilen pro Teil Polytetrafluoräthylenpulver (falls das Pulver Füllstoff enthält, pro Teil Füllstoff/Polytetrafluoräthylengemisch). Solange das Pulver vollkommen benetzt wird, ist die genaue Menge der Flüssigkeit nicht kritisch. Vorzugsweise wendet man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Flüssigkeit, deren Siedepunkt 0 bis 200° C, im allgemeinen 30 bis 1500C beträgt, an. Die bei Verwendung des Netzmittels mit einem Siedepunkt unter O0C erhaltenen Agglomerate sind nicht vollständig agglomeriert und man erhält lediglich ein schlechtes Produkt, das Erschütterungen beim Transport nichl standhält, da es bereits bei Einwirkung einer seht kleinen äußeren Kraft pulverisiert wird. Das auf diese Weise erhaltene benetzte, gegebenenfalls Füllstoff enthaltende Polytetrafluoräthylenpulver wird dann, gegebenenfalls in Anwesenheit von Wasser, auf die im folgenden noch angegebene Weise und Geschwindigkeit getrommelt. Die Temperatur kann wahlweise gewählt werden, vorzugsweise wendet man jedoch eine Temperatur zwischen 0 bis 1500C an.
Unter dem »Trommeln der Teilchen« ist derjenige Zustand zu verstehen, bei dem sich die Teilchen untei Rotation, ohne oder in gegenseitiger bzw in Berührung mit der Behälterwand bewegen. Ausgedehnte Versuche über die Trommelagglomerierung von PoIytetrafluoräthylenpulver, das gegebenenfalls Füllstofl enthalten kann, ergaben, daß die Art des Trommeini und die Geschwindigkeit (Geschwindigkeit der Drehbewegung der Teilchen) die Eigenschaften des erhaltenen agglomerierten Produkts beträchtlich beeinflüssen.
Führt man beispielsweise das Trommeln untei gegenseitiger Berührung der Teilchen durch, wie beirr üblichen Granulierungsverfahren unter Verwendunf eines V- oder C-Mischers, so werden hierdurch die Agglomerate nachteilig beeinflußt, da die bereits durct Agglomeration von primären Teilchen erhaltener sekundären Teilchen mit geeigneter Teilchengröße (100 bis 5000 μ) in gegenseitiger Berührung herum trommeln und sich dadurch zu noch größeren Teilcher agglomerieren, wobei unerwünschte Massen oder eil Produkt mit größerer Teilchengrößeverteilung unc einem Gehalt an vielen großen Teilchen von 3000 bi: 7000 μ entstehen. Bei Verwendung von füllstoff
haltigen Polytetrafluorät.hylenpulver kann ferner durch Agglomerieren und Zerfallen der sekundären Teilchen unter der Tromtnelwirkung eine Absonderung des Füllstoffs von den Polytetrafluoräthylentcilchen eintreten. Trommelt man beispielsweise 301 eines benetzten 1: l-Geniisches von Polytetrafiuoräthylenteilchen und Tetrachlorkohlenstoff bei 60 "C u.iter Verwendung eines üblichen V-Mischers mit 501 Fassungsvermögen, welche im Innern mit sehr rasch umlaufenden Flügeln (1000 Umdrehangen pro Minute) versehen ist, so enthält das entstehende Produkt viele unerwünschte große Teilchen von 3000 bis 7000 μ; außerdem bestehen die Teilchen aus polygonalen Körnchen und kommen der Kugelform nur ganz entfernt nahe. Behandelt man das füllstoffhaltige Polytetrafluoräthylenpulver auf ähnliche Weise, so besteht das Produkt ebenfalls aus großen Teilchen und außerdem scheidet sich der ursprünglich mit dem Polytetrafluorethylen einheitlich vermischte Füllstoff teilweise ab, wodurch ein uneinheitliches Gemisch ent- ao steht. Dies ist eindeutig darauf zurückzuführen, daß das Trommeln mit dem V-Mischer zur weitgehenden gegenseitigen Berührung und Reibung der Teilchen führt, wodurch ein unerwünschtes Überwachstum der Teilchengröße eintritt. Dies ergibt sich noch näher aus der Beschreibung der Platten-Granuliervorrichtung in den folgenden Arbeitsbeispielen, die sich vorteilhafterweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anwenden laß'.
Es wurde nun gefunden, daß zur idealen Granulierung oder Agglomerierung von Polytetrafluoräthylenpulver, das gegebenenfalls Füllstoff enthalten kann, diejenige Art des Trommeins wirksam ist, bei der sich die Teilchen jeweils an der Innenwand des Behälters entlang bewegen oder bei der die Teilchen sich unter Rotation bewegen, ohne daß sie gegenseitig oder mit der Wand in Berührung kommen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher Vorsorge getroffen, daß das unter gegenseitige Berührung und Reibung der Teilchen durchgeführte Trommeln auf ein Minimum herabgesetzt wird. Dies erreicht man, indem man das scheinbare Volumenverhältnis des benetzten PoIytetrafiuoräthylenpulvers, das gegebenenfalls Füllstoff enthalten kann, auf das wirksame Fassungsvermögen des Körpers der Granuliervorrichtung (im folgenden als »Füllverhältnis« bezeichnet) herabsetzt. Zum Agglomerieren des Polytetrafluoräthylenpulvers, das gegebenenfalls Füllstoff enthalten kann, wählt man das Füllverhältnis bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jeweils nicht größer als 0,2, insbesondere nicht größer als 0,15; bei füllstoff haltigem Polytetrafluoräthylenpulver wird ein Füllverhältnis von nicht größer als 0,1 speziell bevorzugt. AusdiesemGrundeist die bei einem einzigen Verfahrensvorgang verarbeitbare Menge an benetzter Substanz sehr gering, so daß die Anwendung einer diskontinuierlich arbeitenden Vorrichtung unzweckmäßig und die Anwendung einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung zweckmäßig ist.
Bei der Agglomerierung von pulverförmigem Polytetrafluoräthylenpulver, das gegebenenfalls Füllstoff enthalten kann, stellt die Trommelgeschwindigkeit einen wichtigen Faktor bei der Regelung der Teilchengrößeverteilung und Härte der Teilchen des entstehenden Produkts dar. Falls die Trommelgeschwindigkeit zu niedrig ist, entstehen viele unerwünschte große Teilchen, insbesondere Massen mit einer Größe von über 6000 μ und das auf diese Weise erhaltene agglomerierte Polytetrafluoräthylenpulver oder füllstoffhaltige agglomerierte Polytctratluoräthylenpuhe kann nicht zu geformten Gegenständen mit große Dichte verarbeitet werden. Andererseits bewirkt ein zu große Tromniclgeschwindigkeit die Bildung voi verhältnismäßig kleinen Teilchen mit einer Groß von unter 6000 μ und einer sehr engen Teilchen größenverteilung. Daher muß man bei dem erfindungs gemäßen Verfahren eine nir Bildung des gewünschte! Produkts geeignete Trommelgeschwindigkeit wählen Zur Zeit gibt es noch keine Möglichkeit nir gcnauei Messung derTrommelgeschwmdigkeit der Teilchen, e ist aber anzunehmen, daß die ilen Teilchen erteilt Trommelgeschwindigkcit proportional der Geschwin digkeit der Antriebsvorrichtung der Granuliervorrich tung ist (die in Form einer Rotationsvibration odc einer Kombination dieser beiden vorliegen kannl Allgemein kann man annehmen, daß die bei den erfindungsgemäßen Verfahren angewendete Trommel geschwindigkeit im Bereich der sogenannten hohei Geschwindigkeiten liegt.
Da die Agglomerierung bei dem erfindungsgcmäßei Verfahren durch Trommeln unter Geschwindigkei ausgeführt wird, soll die Verweil/.eit des Pulvers ii der Granuliervorrichtung vorzugsweise kurz, sein Durch lange Verweilzeiten wird die Trommelzeit ver längert und es erfolgt ein Zerbrechen der agglome rierten Teilchen und das als Produkt erhaltene" Poly tetraäthylenpulver, das gegebenenfalls Füllstoff ent halten kann, besitzt schlechte Fließeigenschaften. Be dem erfindungsgemäßen Verfahren wendet man Vcr weilzeiten von I his 120 Sekunden, vorzugsweise I bii 60 Sekunden, zum Agglomerieren von Polytetralluor äthylenpulver und Verweilzeiten von I bis 30 Sckun den zum Agglomerieren von fiillstoffhnltigcm Poly tetrafluoräthylenpulver an.
Zur Granulierung eignen sich die bekannten Vorrichtungen mit Trommelwirkung bei vcrhältnismäßit hoher Geschwindigkeit, wie V-Mischer, welche iti Innern mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Flüge aufweisen, sowie die später beschriebene Platten-Granuliervorrichtung. Der V-Mischer ist jedoch hinsichtlich der oben beschriebenen Art des Trommeln« und der Trommelzcit unzweckmäßig: daher wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Granuliervorrichtung verwendet, bei der das Pulver auf einem waagerecht rotierenden plattenförmigen Körper getrommelt wird. (Im folgenden wird diese Art als Platten-Granuliervorrichtung bezeichnet.) Bei der Plattcn-Granuliervorrichtung wird Polytetrafluoräthylenpiilver auf den waagrecht angeordneten platten- o;ler scheibenförmig, mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Körper aufgebracht und zum Agglomerieren getrommelt. Diese Vorrichtur.gsart wird gegenwärtig unter dem Namen »Marumerizer« von der Fuji Denki Kogyo Co., Japan, vertrieben und ist allgemein bekannt.
In der Zeichnung ist ein Vertikalschnitt durch eine derartige Scheiben-Granuliervorrichtung vom Typ »Ma'/umerizer« dargestellt.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung besteht aus einem festen zylindrischen Behälter 1, cinei am Boden des zylindrischen Behälters ! und um die Achse 4 rotierenden Scheibe 3 mit vielen Vorsprüngen 2 auf der Oberfläche, Schneidvorrichtungen 5 aul der Achse 4 der obigen Scheibe 3, weiche gleichzeitig mit der Scheibe 3 rotieren (bestehend aus mehrerer Flügeln), einem nicht drehbaren, in dem zylindrischer Behälter 1 befestigten Sieb 6, das die Schneidvorrich-
Hingen konzentrisch mit der Scheibe 3 umgibt, einem Gebläse 7. das koaxial unter der Scheibe 3 angebracht ist und gleichzeitig mit der Scheibe 3 rotiert und einem LuflcinlalJ 8 Diejenigen Teile der Vorrichtung, die mit dom Pulver in Berührung kommen, sind aus rostfreiem Stahl gefertigt. Das mit der organischen Flüssigkeit benetzte Polytclrafluoräthylenpulver wird durch den Trichter 9 am oberen Teil des zylindrischen Behälters 1 in die Apparatur eingeführt, zuerst mit den Schneidvorrichtungen 5 geschnitten, durch das Sieb 6 herausgeschleudert und in Berührung mit der Oberfläche der Scheibe 3 oder mit der Innenwand 10 des zylindrischen Behälters 1 getrommelt, oder im Zwischenraum zwischen der Innenwand 10 und dem Sieb 6 getrommelt, während sich die Pulverteilchen miteinander in Berührung befinden. Das auf diese Weise agglomerierte Produkt wird aus der an der Seitenwand des zylindrischen Behälters 1 befindlichen, normalerweise verschlossenen Austragöffnung 11 abgezogen, wobei die Scheibe 3 weiterhin rotiert. Daher kann die Trommelzeit beliebig geregelt und die Beschickung des benetzten Matriais und das Abziehen des agglomerierten Produkts kontinuierlich durchgeführt werden. Die Behandlungstemperatur kann mit einer um den zylindrischen Behälter 1 angebrachten Bandheizvorrichtung 12 geregelt werden.
Das Füllverhältnis des mit der organischen Flüssigkeit benetzten Polytetrafluoräthylenpulvers, das gegebenenfalls Füllstoff enthalten kann, in der oben beschriebenen Granuliervorrichtung kann wahlweise geändert werden, indem man die Menge der zugeführten Beschickung und des abgezogenen Produkts regelt. Die Trommelgeschwindigkeit kann wahlweise geändert werden, indem man die Rotationsgeschwindigkeit der rotierenden Scheibe mit einem Getriebe regelt. Zur Ausführung der Agglomerierung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung der obigen Platten-Granuliervorrichtung wendet man vorzugsweise eine Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe 3 (des plattenförmigen Körpers) von 8 bis 50 m/sec, verzugsweise 16 bis 40 m/sec und im Fall von füllstoffhaltigem Polytetrafluorethylen vorzugsweise von 12 bis 36 m/sec an.
Das Wasser und die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwandte organische Flüssigkeit müssen nicht unbedingt bis zu einem sehr hohen Reinheitsgrad raffiniert werden; falls aber eines von beiden anorganische oder organische Verunreinigungen enthält, verbleiben diese in dem erhaltenen Polytetrafluoräthylenpulver und bewirken dabei eine unerwünschte Verfärbung oder eine Verminderung der dielektrischen Durchschlagspannung des Produkts. Aus diesem Grund isc die Entfernung von Verunreinigungen zweckmäßig.
Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel I
Polytetrafluoräthylenpulver mit einem durchschniltliehen Teilchendurchmesser von 35 μ handelsüblicher Qualität wurde mit verschiedenen anorganischen Flüssigkeiten gemäß Tabelle I in den in dieser Tabelle angegebenen Mengenverhältnissen vermischt. Das Vermischen erfolgte im Verlauf von etwa 5 Minuten mit einem herkömmlichen Bandmischer. Das auf diese Weise erhaltene benetzte Polytetrafluorethylen wurde dann in dem oben beschriebenen »Marumerizer« behandelt; dabei betrug der Durchmesser der Scheibe 3 395 mm, der Durchmesser des Siebs 6 250 mm und
»0 der Durchmesser der Sieblöcher 2 mm und es waren insgesamt 14 Schneidvorrichtungen auf der Achse in vier Richtungen angeordnet. Die benetzte Substanz wurde kontinuierlich am Trichter der Vorrichtung zugeführt und gleichzeitig wurde das agglomerierte
as Produkt kontinuierlich am Pulverausgang abgezogen. Durch Veränderung der Rotationsgeschwindigkeit der rotierenden Scheibe (Umfangsgeschwindigkeit) wurde die Trommelgeschwindigkeit auf verschiedene Werte eingeregelt. Die »Verweilzeit« bedeutet diejenige Zeit, die das Pulver in der Granuliervorrichtung verblieb; diese Zeit wurde durch Veränderung des Durchmessers der Ausgangsöffnung geregelt. Das Füllverhältnis wurde durch Veränderung der Beschickungsmenge und der abgezogenen Produktsmenge geregelt.
Die Temperatur wurde durch Erwärmen der Vorrichtung mit einer um den Hauptkörper der Vorrichtung angeordneten Bandheizvorrichtung geregelt.
Das aus der Vorrichtung ausgetmgene agglomerierte Pulver wurde 20 Stunden bei 1200C getrocknet und aul seine Eigenschaften untersucht. In der Folgenden Tabelle sind die Ergebnisse sowie die entsprechender Agglomerierungsbedingungen aufgeführt. Die in dei Tabelle aufgeführten Versuche 1, 2, 3 und 4 wurdet nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführ und führten zu Produkten mit ausgezeichneten Eigen schäften. Die Versuche 5, 6 und 7 stellen Kontroller dar; bei Versuch 5 entstand ein Produkt mit unvoll ständiger Agglomeration und bei den Versuchen ( und 7 entstanden Produkte mit einem großen Antei an unerwünschten Blöcken mit über 50ClO μ Größe.
Tabelle I
Agglomerierungs
bedingungen
1 I
Tetrachlor
kohlenstoff
2
Tetrachlor
kohlenstoff
3
Verv
Aceton
Versüch-Nr.
4
vendete Flüssig
p-Xylol
5
(Vergleich)
keit
Äthanol
6
(Vergleich)
Tetrachlor
kohlenstoff
7
(Vergleich)
Aceton
Gewichtsverhältnis
Flüssigkeit/Polymer
Temperatur (0C)
Umfangsgeschwindig
keit (m/Sek.)
Verweilzeit (Sek.)
Füllverhältnis
0,7
20
28
2
0,05
0,6
40
24
30
0,1
1,0
30
32
10
0,067
0,7
20
43
40
0,15
0,7
20
54
40
0,1
0,8
40
32
90
0,3
0(,6
30
28
140
0,3
12
Agglomerierlingsbedingungen
Versuch-Nr.
4
5
(Vergleich)
Verwendete Flüssigkeit
Tetrachlorkohlenstoff
Tetrachlorkohlenstoff
Aceton P-XyIoI
Äthanol
(Vergleich)
Tetrachlorkohlenstoff
(Vergleich)
Aceton
Eigenschaften des agglomerierten Produkts
Teilchengröße (μ)
Schüttgewicht (g/cm3)..
Böschungswinkel (°)
Zugfestigkeit (kg/mm2)
Dehnbarkeit (%)
700
0,55 36
2,5 240
800
0,7 37
2,4 220
600
0,6 38
2,6 250 500
0,55
40
2,5
260
Wasserdampfdurchlässigkeit
(g/m2-24 Stunden)
Stickstoffadsorption,
spezifische Oberfläche (m2/g)
Dielektrische Dürchschlagsspannung
KV/0,1 mm)
Bemerkungen
Eigenschaften des geformten Produkts
nicht mehr als 5,0
3,2
1,1
desgl.
desgl.
1,0
desgl.
desgl.
1,0 desgl.
desgl.
1,0
0,4
46
2,6
240
desgl.
desgl.
1,0
nicht
agglomeriert
0,5
48
2,6
250
desgl.
desgl.
1,1
0,6 46
2,5 230
desgl.
desgl.
1,0
enthielt Blöcke mit
einer Größe von über
5000 μ
B e i s ρ i e 1 II
Tetrafluoräthylen wurde in Gegenwart von Wasser, das einen Freiradikalreaktioninitiator enthielt, polymerisiert; das erhaltene Produkt wurde abgetrennt und getrocknet, wobei ein rohes Polytetrafluoräthylenpulver erhalten wurde. Dieses wurde mit einem Ultramizer (Produkte der Fuji Denki Kogyo Co., Japan) von 3 PS, einer Mikron Mill (Produkt der Hosokawa Tekkojo Co., Japan) von 3 PS, einem Jet-O-Mizer (Produkt der Fluid Energy Processing Equipment Co., USA) und einer Sample Mill (Fuji Denki Kogyo Co.) von 1 PS vermählen. Die so erhaltenen vermahlenen Pulver wurden jeweils in Proben A, B, C und D aufgeteilt. Die entsprechenden Mahlbedingungen und die Eigenschaften der Proben sowie diejenigen eines handelsüblichen Pulvers (Probe E) sind in Tabelle II aufgeführt.
Die obengenannten Mahlvorrichtungen werden im folgenden kurz beschrieben:
Ultramizer
Eine Mahlvorrichtung, bei der das Mahlen hauptsächlich durch die Aufprallkraft beim Aufschlagen eines Hammers erfolgt.
Mikron Mill
Eine Mahlvorrichtung, bei der das Mahlen hauptsächlich durch die Scherwirkung eines mit Flügeln versehenen Rotors erfolgt.
Jet-O-Mizer
Eine Mahlvorrichtung, bei der das Vermählen durch die Schneidwirkung von Gasdüsen mit hoher Geschwindigkeit erfolgt.
Sample Mill
Eine Mahlvorrichtung, bei der das Mahlen durcr die Aufschlagkraft eines Hammers, ähnlich wie be dem Ultramizer erfolgt, wobei jedoch der Hpmmei eine geringere Umfangsgeschwindigkeit aufwei-Λ.
Mahlbedingungen Umdrehungs
zahl der
Hauptachse
(Upm)
Tabelle keine
keine
[I Teilchen
größe
μ
Eigenschaften des Pulvers Böschungs
winkel
O
Form der
Teilchen
Art der Vorrichtung 6000 15 Schütt
gewicht
(g/cm3)
47 nicht faser-
förmig
Probe Ultramizer 5000 Klassifizierung 30 0,25 50 faserförmig
A Mikron Mill Zentrifugaltyp 25 0,20 48 nicht faser
förmig
B Jet-O-Mizer 3000 Korb-Typ 500
150
0,25 50
47
nicht faser
förmig
nicht faset-
förmig
C Sample Mill
handelsübliches
Polytetrafluor
äthylen
0,30
0,35
D
E
Mit je einem Teil der so erhaltenen Polytetrafluoräthylenpulver wurden 0,7 Gewichtsteile Toluol in einem Bandmischer vermischt und die erhaltenen Gemische wurden kontinuierlich in die gleiche Platten-Granuliervorrichtung wie im Beispiel I eingeführt. Die Temperatur betrug 30° C, die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe 32m/sec und das FüUverhältnis 0,067.
Das agglomerierte Produkt wurde kontinuierlich aus der Granulierungsvorrichtung abgezogen und bei 15O0C getrocknet und vom Lösungsmittel befreit. Alle Produkte mit Ausnahme der Probe D wiesen ausgezeichnete Fließeigenschaften auf. Diese Eigenschaften sowie die Eigenschaften des handelsüblichen PoIytetrafluoräthylens mit einem Schüttgewicht von 0,55 sind in der folgenden Tabelle III aufgeführt.
Tabelle III
Probe Eigenschaften des agglomerierten Produkts Teilchen Böschungs Stickstoff Eigenschaften des geformten Gegenstandes Dielektrische 7uff- Dehn
Versuch- größe winkel adsorption, Wasser-
dampf-
Durchschlag festigkeit barkeit
Nr. Schütt μ spezifische durch- spannung fke/mm2) ('%)
A gewicht Oberfläche lässigkeit (KV/0,1 mm)
B (g/cm3) 650 35 (m'/e) (g/m-·
C 600 38 3,8 24 Std.) 1,1 2,1 310
8 D 0,55 500 36 4,0 1,8 1,0 2,6 290
9 0,65 520 48 3,8 1,2 1,0 2,3 300
10 E 0,60 2,1 0,9 0,5 2,5 250
11 *) 0,40 630 32 4,0
(Vergleich) 500 50 2,5 0,9 2,4 270
12 0,50 1,5 1,0 0,2 2,0 230
13 0,55 35
(Vergleich)
*) Handelsübliches Polytetrafluorethylen mit einem Schüttgewicht von 0,55
B e i s ρ i e 1III
Dasselbe Polytetrafluoräthylenpulver wie im Beispiel I wurde mit Glaspulver von etwa 8 μ Durchmesser und 50 μ durchschnittlicher Länge im Verhältnis von jeweils 0,2 und 0,15 Gewichtsteile Glaspulver pro Teil Polytetrafluoräthylenpulver in einem herkömmlichen Henschel-Mischer vermischt; dabei wurden einheitlich mit Füllstoff vermischte Polytetrafluoräthylenpulver erhalten, die dann mit verschiedenen, in Tabelle IV aufgeführten organischen Flüssigkeiten in den dort angegebenen Mengenverhältnissen vermischt und anschließend auf gleiche Weise wie im Beispiel I agglomeriert wurden.
Das Mischverhältnis des Füllstoffs betrug bei djn Versuchen 15 und 19, 0,15 Teile und im übrigen 0,2Teile. Die Agglomerierungsbedingungen und ce Eigenschaften der erhaltenen Produkte sind ebenfa, is in der Tabelle IV aufgeführt. Die Versuche Nr. 14, 1:5, 16 und 17 wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt, wobei Produkte mit ausgezeicrineten Eigenschaften erhalten wurden. Die Versuche l!i. 19 und 20 stellen Kontrollen dar; die gemäß den Versuchen 18 und 20 erhaltenen Produkte waren unvollständig agglomeriert und das gemäß Versuch 19 erhaltene Produkt wies einm großen Gehalt an unerwünschten Blöcken von über 5000 μ Größe auf.
Tabelle IV Agglomerierungsbedingungen
15
16 Versuch-Nr.
17
18
(Vergleich)
19
(Vergleich)
20
(Vergleich)
Verwendete
Flüssigkeit.
Gewichtsverhältnis
Flüssigkeit/
Polymer
Temperatur, (0C) .
Umfangsgeschwindigkeit, (m/Sek.).
Verweilzeit, (Sek.) .
FüUverhältnis
Tetra-
chlor-
kohlen-
stoff
0,6
20
20
2
0,05
desgl.
0,7 30
22 15 0,05
Aceton
0,5 40
30 10 0,067 Toluol
0,7
40
40
35
0,15
Tetra-
chlor-
kohlen-
stoff
0,7
20
54
30
0,05
desgl.
0,6
20
20
10
0,3
desgl.
0,6
20
54
140
0,067
15 15 I 697 817 Versuch-Nr 40 1 18
{Vergleich)
500 500 [6 19
(Vergleich)
20
(Vergleich)
17 Eigenschaften des agglomerierten Produkts
14 650 05 0,6 0,4
16 U) .S
39
WfM
40
W) ·
47
700 0,6 nicht 0,5 0,6
Teilchengröße, (μ) .. 36 2,8 2,7 2,6 agglo 48 48
Schüttgewicht, 06 300 300 310 meriert
(g/cm3) 37 ? 7 Eigenschaften des geformten Produkts 2,7 2,6
Böschungswinkel (°) 320 32Ü 300
Zugfestigkeit 2,6
(kg/mm2) 300
Dehnbarkeit (%) ...
Wasserdampfdurch-
lässigkeit
(g/m2 · 24 Std.)...
Dielektrische Durch enthält unvoll
schlagsspannung, Blöcke ständige
(KV/0,1 mm) .... von über Agglomerie
Bemerkungen 5000 μ rung
Vergleichsversuch 1
Bei diesem Versuch wurde ein V-Mischer mit einem Fassungsvermögen von etwa 50! verwendet, dessen Außenwand mit einem Mantel versehen war und der einen gleichlaufend mit der Rotationsachse der Mischvorrichtung drehbaren Innenrührer sowie eine Evakuierungsleitung aufwies. Mit dieser Vorrichtung läßt sich die Temperatur durch kontinuierliche Dampfzufuhr in den Mantel regeln, ohne daß die Drehbewegung unterbrochen werden müßte; der Mischbehälter und der Innenrührer können gleichzeitig mit verschiedenen Geschwindigkeiten in gleicher oder in entgegengesetzter Richtung rotieren Die Vakuumleitung ist so angeordnet, daß die Entfernung von Luft selbst bei rotierender Mischvorrichtung fortgesetzt werden kann. Der Innenrührer besitzt eine Struktur, bei der vier lange Vierkantstäbe (eine Seite beträgt etwa 5 mm) auf der Achse parallel mit und um die Achse in etwa 8 cm Entfernung mit jeweils 2 Streben angebracht sind sowie weitere zusätzliche acht kurze Vierkantstäbe, die jeweils mit einer Strebe parallel zur Achse in einer Entfernung von etwa 8 cm befestigt sind. Alle Teile der Vorrichtung, die mit dem Pulver in Berührung kommen, sind aus rostfreiem Stahl gefertigt.
Die Agglomerierung wurde unter Verwendung des oben beschriebenen, mit Rührer versehenen V-Mischers vorgenommen.
Es wurde das gleiche Polytetrafluoräthylenpulver wie im Beispiel I verwendet.
Es wurde folgendes Verfahren ausgeführt: 10 kg des als Ausgangsmaterial verwendeten Polytetrafluoräthylenpulvers wurden in die Mischvorrichtung eingebracht und nach Zugabe von 5 kg Tetrachlorkohlenstoff wurde die Mischvorrichtung luftdicht verschlossen. (Das Füllverhältnis betrug etwa 0,4). In den Mantel wurde so viel Dampf eingeleitet, daß die Temperatur 6O0C betrug und dann wurde der Hauptkörper des Mischers mit einer Geschwindigkeit von 28 Upm und der Innenrührer mit einer Geschwindigkeit von 800 Upm 5 Minuten lang in jeweils gleichlaufende Umdrehung versetzt. Das Netzmittel wurde über die Vakuumleitung zurückgewonnen und die Temperatur wurde herabgesetzt, indem Wasser durch den Mantel durchgeleitet wurde. Das auf diese Weise erhaltene agglomerierte Pulver wurde ausgetragen und 24 Stunden bei 60 bis 70° C getrocknet. Dieses Pulver wurde als Probe B und das Produkt der Versuchs-Nr. 1 gemäß Beispiel I als Probe A bezeichnet; die Eigenschaften dieser Produkte sind in der folgenden Tabelle V zusammengestellt.
Tabelle V
Probe A Probe B
Teilchengröße, μ 700 1500
Gehalt an Teilcheii mit einer
Größe von über 4760 μ, % .. 0 10
Schüttgewicht, g/cm3 0,55 0,55
Böschungswinkel, ° 36 43
Zugfestigkeit, kg/mm2 2,5 2,1
Dehnbarkeit, % 240 200
Wasserdampfdurchlässigkeit
g/m2 · 24 Stunden unter über
5,0 5,0
Dielektrische Durchschlag
spannung, KV/0,1 mm 1,1 0,5
Wie sich aus Tabelle V ergibt, sind die physikalischen Eigenschaften des Pulvers gemäß Probe B allgemein schlechter als die physikalischen Eigenschaften des Pulvers der Probe A. Insbesondere im Hinblick auf den großen Gehalt von 10% an Teilchen mit einer Größe von über 4760 μ ergibt sich, daß die Probe B eine große Teilchengrößenverteilung aufweist und daher eine geringere Zugfestigkeit und Dehnbarkeit als die Probe A besitzt; außerdem ist die Wasserdampfdurchlässigkeit bei der Probe B nicht zufriedenstellend.
Vergleichsversuch 2
Unter Verwendung des im Vergleichsversuch 1 beschriebenen V-Mischers wurde das gemäß Beispiel III
I 679 817
verwendete Polytetrafluorütthylenpulver mit einem Gehalt von 0,2 Gewichtsprozent Glaspulver pro Teil Polytetrafluoräthylen als Füllstoff gemäß dem im Vergleich sversuch 1 beschriebenen Verfahren agglomeriert. Das erhaltene Pulver warde als Probe D und das gemäß Versuch Nr. 14 im Beispiel TII erhaltene Pulver als Probe C bezeichnet; die Eigenschaften dieser Proben sind in der folgenden Tabelle VI zusammengestellt.
Wie sich aus Tabelle VI ergibt, besitzt die unter Verwendung des V-Mischers hergestellte Probe D schlechtere physikalische Eigenschaften im Vergleich zu der erfindungsgemäß hergestellten Probe C, da sich das PoIytetrafiuOTäthylenpulver vom Füllstoff getrennt hatte. Hieraus ergibt sich, daß ein V-Mischer zur Agglome.ierung von füllstoffhaltigem Polytetrafluoräthylenpulver nicht geeignet ist und man zweckmäßigerweise die Agglomerierung mit einem rotierenden scheibenförmigen Körper ausführt.
Tabelle VI Probe C Probe D
700
0
0,6
37
gut
2,6
300
1500
10
0,55
45
schlecht
2,1
200
5
Teilchengröße, μ
Gehalt an Teilchen mit einer
Größe über 4760 u, %
Schüttgewicht, g/cm3
10 Böschungswinkel, "r
Aussehen der Folie*)
Zugfestigkeit kg/mm3
Dehnbarkeit, %
*) Formt man eine Folie von 1 bis 2 mm Stärke durch Pressen in der Hitze, so weist die Folie, falls sich das Glaspulver und das Polytetrafluoräthylenpulver getrennt haben, weiße Recken auf. Die Bezeichnung -»gut* bedeutet, daß der artige Flecken nicht vorhanden waren u;ui die Bezeichnung ■»schlechtibedeutet, daß derartige Flecken auftraten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

817 innere» Hohlräumen entstehen, κ> daß man keine Produkte mit großer Dichte herstellen kam Das große Sohöttgewicht ist nipht immer anwendbar, FaUs man
1. Verfahren zur Herstellung von agglomerier- nämlich dünne Gegenstände herstellen will, wiein tem Polytetrsflworäthylenpnlver mit guten Pulver- 5 Pulver mit niedrigem Schiittgewicnt bevorzugt. AllfUeßeigenschaften, mit Teilchendwchmesser im gemein ist jedoch bei der Herstellung^von Produkten Bereich von 100 bis 5000 μ und einem Böschungs- derselben Form ein Pulver mit größerem Schutt-Winkel von nicht mehr als 45°, durch Trommeln gewicht mit einer kleineren Metallfoun tormbar. einer benetzten Masse aus einem Gewichtsteil SteUt man beispielsweise dieselben sauienrörmigen Polytetrafluoräthylenpulver mit einer Teilchen- io Körper aus einem Pulver mit einem Schuttgewicht größe von nicht mehr als 300 μ und 0,1 bis 1,5 Ge- von 0,25 bzw. 0,5 her, so läßt sich das letztgenannte wichtsteilen einer organischen Flüssigkeit mit Pulver mit einer metallischen Form herstellen, deren einem Siedepunkt zwischen 0 und 2000C bei einer Höhe nur die Hälfte der für das erstgenannte Puiver Temperatur zwischen 0 und 150cC, dadurch benötigten Form beträgt. Das einheitliche Vermischen gekennzeichnet, daß man die Trommel- 15 von Füllstoffen ist ebenfalls wichtig, da durch unein- behandlung in einer Granuliervorrichtung, die heitliche Verteilung der Füllstoffe Produkte mit uneinen als Scheibe ausgebildeten Körper enthält, einheitlicher Qualität entstehen.
der horizontal mit einer Umfanasseschwindiekeit Die bekannten Polytetrafluoräthylenpulver mit \er-
von 8 bis 50 m/sec rotiert, bei einem Füllverhältnis hältnismäßig guten FUeßeigenschaften und großem
von nicht mehr als 0,2 vornimmt. 20 Schüttgewicht entsprechen zwar den an diese Eigen-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- schäften gestellten Anforderungen; sie bestehen 'bor zeichnet, daß man die Trommelbehandiung bei aus harten Teilchen und sind daher nicht einheithel· einem Füllverhältnis vor. nicht mehr als 0,15 ht der weich und nicht genügend adhäsionsfähig. Daher Granuliervorrichtung vornimmt. erhält man nur Produkte mit vielen inneren Hohl-
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden 25 räumen. Ein an.ieres bekanntes Polytetrafluoräthylcn-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man pulver, das z. B. einen großen Anteil an faserförmigen Polytetrafluoräthylenpulver mit einem Durch- Teilchen enthält und dessen Teilchengröße 50 μ, einen messer von nicht mehr als 200 u. und eine organische Formfaktor von 5 bis 12 und einen anisotropen Expan-Flüssigkeii mit einem Siedepunkt von 30 bis sionsfaktor von 1.16 bis 1,28 aufweist, besitzt aiii 150 C ciüsei/t. 30 Gmnd der feinen und faserförmigen Teilchen schlecht·..·
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