Способ получения порошкового полимерного материала

,СООЭ СОВЕТСКИХОЙИГ МММекникРЕОЪБЛИН ГОСУД АРС ПОДЕЛДМ ОПИС НИЯ ИЕ ИЭОБРЕТи сющтссьстат АВТОРСНО(54)(57 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОГОПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА измельчениемсополимеров этилена с винилацетатом аю (и Зцц С 08 Х 3 14ф Фс содержан нем последнегб4-30 мас. Ъв жидкой среде, о т л и ч а в щ и йс я тем, что, с целью повышениядисперсности порошка и получения частиц порошка сферической ипи эллипсоидной Формы, иэмельчение ведут растворением сополнмера в смеси изо-пропилового спирта и гептана в .соотношении 3 =18+5 ф 77 е ОгИЗХ,где у - количество изо-пропиловбгоспирта, ил на 100 мл гептана,Х - содержание винилацетата и сбподимере (мас.Ъ) при 77-81 фСс последующим охлаждениемраствора до комнатной теапературы.Изобретение относится к переработке высокополимерных латериалов, вчастности к получению тонкодисперсных порошков этилена с винилацетатом.Сополимеры этилена с винилацетатом( СЭВА) находят широкое применениев технике как компонент различныхклеев и грунтовок под лакокрасочныепокрытия, в частности в качествегрунтовок под порошковые краски.Получаемые при этом покрытия имеют высокую адгезию и Сохраняют ее придлительной эксплуатации в водных растворах различных веществ.Для использования СЭВА в аэродисперсиях его необходимо измельчить 15в тонкий порошок,Известны способы получения порошков полимеров и сополимеров, в томчисле СЭВА, путем механического измельчения н ударно-центробежных, щштифтовых, шаровых и других мельни"цах 1).Однако при этом получаются порошки, состоящие из частиц неправильнойи нерегулируемой формы с очень широким разбросом по размерам и, какправило, содержащие значительное, количество посторонних примесей - Ъримола" от контактирующих с ними частей измельчающего оборудования.Известен способ получения порошковполимеров, в том числе СЭВА, путемнагревания сополимера выше темпера. туры плавления с последующим распылением расплава сжатым воздухом иодновременным охлаждением235Однако .полученные по .этому способу порошки состоят не изчастицправильной Формы, а иэ мелких скрученных волокон. Такие частицы склонны к сильному слеживанию при хране Онии, плохо сыплются, т.е. имеют ряд.технологических недостатков. Крометого, при распылении расплава сжатым,воздухом происходит значительное окисЛение полимера, в результате чегоснижаются его эксплуатационные характеристики. Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущностй и достигаемоО му результату является способ получения порошкового полимерного материала, например сополимер этилена и винипацетата с содержанием последнего4-30 мас,%, механическим измельчением сополимера, гранулы которого сме. шаны с нерастворяющей полимер жидкос. тью, например водой, этиленгликолем, глицерином 3.Способ зеленее энергоемок (вследст-" вие отсутствия охлаждения), чем ви шеприведенные, однако получаемые по, - рошки грубодисперсны ( 80-100 мкм), состоят из частиц неправильной формы, и содержат большое количество посторонних прииесей, что делает невозможным нанесение порошков изаэродисперсий и ухудшает качествопокрытий сплошность, равномерность,прочностные и адгезионные свойства).цель изобретения - повышение дисперсности порошка и получение частицпорошка сферической или эллипсоидной формы,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияпорошкового полимерного материалаизмельчением сополимеров этиленас винилацетатом с 1 содержанием пос"леднего 4-30 мас,Ъ в жидкой среде;измельчение ведут растворениемсополнмера в смеси изо-пропиловогоспирта и гептана в соотношении 3=18++5,77 е 01 ЯХгде- количество иза пропиловогоспирта, мл на 100 мл гептана,Х- содержание винилацетата всополимере, мас,% при 77-81 Сс последующим охлаждением раствора,до кОмнатной температуры.Согласно предлалаемому способу осуществляют измельчение сополимеров химическим путем - растворением их всмеси изо-пропилового спирта и гептана в указанном соотношении.Это определяется двойственнойприродой сополимеров вследствие .наличия в них полярной ( винилацетат) инеполярной (этилен) составляющих.При введении в гептан (неполярныйрастворитель) изо-пропилового спирта(полярный растворитель) сначала, когда количество иэо-пропилового спиртаневелико, происходит активизацияполярной составляющей СЭВА - винилацетата, и в результате растворимостьСЭВА улучшается. Чем больше винилацетата в составе сополимера, тем большее количество изо-пропилового спирта необходимо ввести в состав смесевого растворителя. При дальнейшемувеличении количества изо.поопилового спирта в составе смесевогорастворителя. происходит экранирование молекулами полярного растворителя неполярных звеньев этилена,в результате чего уменьшается растворимость сополимера. Таким образом,при превышении в составе смесевогорастворителя содержания изо-пропилового спирта, сополимер в нем не раст,воряется, а при превышении содержаниягептана (более предлагаемого нами)сополимер растворяется, но при охлаждении раствора выпадает в виде слипшейся набухшей массы, получить из.которой порошок не удается.Только при соблюдении указанногосоотношения гептана и изо-пропиловогоспирта в смесевом растворителе можнополучить порошок сополимера с заданной дисперсностью (5-10 мкм ) и частицами сферической или близкой к сферической Формы.1035038 Содержаниевинилацетатав сополимеремасДисперсность, мкм Порошок, полученный механическим измельчениеипо прототиПорошок, пополученныйлагаемым спбом По прототипу Предлагаемою способом 5-1098,0 95 О. 4,014,330,0 70-90 80-90 5-10 5-10 9 тиц на некоторые ностью менее 100 мк приведены вВАс дисперс О табл.2,. Влияние формы чсвойства порошков Табл ица 2 Форма час1 с Сфе4 крученные волокна 5-43 6-48 рения в аппслоя3 КоэФФициент расш рате взвешенног Насыпной вес, г 1,3 0,140-0,16 1,10,130-0,140,130-0,140 На чертеже представлена графически зависимость состава растворителя,который обеспечивает получение порошка сополимеров этилена с винилацетатом с заданными свойствами от состава сонолимера,.5П р и м е р 1. Сополимер этиленас винилацетатом с содержанием винилацетата мас,4 растворяют при нагревании ( =81 ф С ) в смеси гептана сизо-пропиловым спиртом, в которой накаждые 100 мл гептана приходится27 мл изо-.пропилового спирта. Из полученного таким образом раствора"СЭВА охлаждением до 25 ОС отделяют смесьрастворителей от твердых частиц СЭВА, 5полученный порошок промывают изо-пропиловым спиртом, а затем водой. Про,мытый порошок сушат на воздухе,Дисперсность полученного порошка5-10 мкм. Содержание частиц сферичес Окой и близкой к сферической формы98.П р и м е р 2. Сополимер этиленас винилацетатом с содержанием винилацетата 14,3 мас, растворяют принагревании=79 фС ) в .смеси растворителей, в которой на каждые 100 млгептана приходится 54 мл изо.пропилового спирта. Из раствора, охлажденно-го до 25 С,осаждают дисперсию сополимера, Фильтрованием отделяют смесь 1 ев Угол естественного отк град растворителей .от частиц СЭВА, полученный порошок промывают изо.пропиловым спиртом, а затем водой. Промытый порошок сушат на воздухе.дисперсность полученного порошка 5-10.мкм. Содержание частиц сферической й близкой к сферической форме 95.П р и м е р 3. Сополимер этилена с винилацетатом с содержанием винилацетата 30 мас. растворяют при иа- преванииН,=77 С) в смеси растворителей, в которой на каждые 100 мл геп" тана приходится 329 мл изо-пропилово го спирта, Из раствора, охлажденного до 250 СР осаждают дисперсию СЭВАУ фильтрованием отделяют растворитель от частиц сополимера и йолученный.порошок последовательно промывают,изо- пропиловым спиртом и водой. Промытый порошок сушат на воздухе.Дисперсность полученного порошка.5-10 мкм. Содержание частиц сферической и близкой к сФерической Формы 90.При измельчении гранул .сополимеров на лабораторном дезинтеграторе марки ДСв среде воды были получены следующие результаты.В табл.1 показаны дисперсность и форма частиц порошков сополимеров, полученных измельчением предлагаемым способом и по прототипу.Таблица 1 Содержание частиц сферическойили элипсоидной формы, при вйзуальном наблюдении в электрониоммикроскопе1035038 Составитель В. БалгинРедактор Л.Авраменко Техред А.БабинецКорректор О. Тигор Заказ 5753/21 Тираж 494 ПодписноеВНИИПИ ГОсударственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Из табл.2. видно, что порошки со сферической Формой частиц имеют лучшую сыпучесть (меньший угол естест-. венного откоса), лучше, псевдоожижа; ются (имеют большой коэффициент расширения) и образуют более плотный слой на поверхности изделия,( за счет большого насыпного веса), по сравнению с частицами, имеющими Форчу волокон и чешуек.1 ОП р и м е р 4.(контрольный). СЭВАнагревают в смеси гептана (ГП) и изо-пропилового спирта ( ИЗС), в которой на,каждые 100 мл ГП приходится 20 мл ИЗС, т.е, в растворителе, соответствующем формуле =18+5,77 е 0 СЭВАрастворяется в такой смесй растворителей, но после охлаждения раствора разделения Фаз не происходит и СЭВА-.4 остается в растворе.СЭВАнагревают в смеси РП и ИЗС 2 О вкоторой на каждые 100 мл ГП приходится 33 мл ИЗС, т.е. в растворителе соответствующем Формуле =18 ф 5,77 е 7" СЭВА"4 не растворяется в таком растворителе даже при длительном кипяче нии П р и м е р 5 (контрольный). СЭВА,3 нагревают в смеси ГП и ИЗС, в которой на каждые 100 ил ГП приходится 45 мл ИЗС, т.е. соответствующей формуле У=18+4,03 б.еф"СЭВА,3 растворяется в такой смеси ГП и ИЗС, ,однако после охлаждения, разделения Фаз не происходит и СЭВА,3 остается в растворе.35 СЭВА,3 нагревают в смеси ГПи ИЗС, в которой на каждые 100 млГП приходится 65 мл ИЗС, т.е. в растворителе, соответствующем формулеЪ:18+6,639 ееб", СЭВА"14,3 не растворяется в такой смеси, даже при длительном кипячении,П р и м е р 6 (контрольный). СЭВАнагревают в смеси ГП и ИЗС,в которой на каждые 100 мл ГП приходится 250 мл ИЗС, .т,е, ооответствующей формуле 3 = (-67)+5,77. еоЬЪх,СЭВАрастворяется в такой смеси ГПи ИЗС, однако после охлаждения раствора разделения фаз не происходити СЭВАостается в растворе.СЭВАнагревают в смеси ГПи ИЗС, в которой на каждые 100 млГП приходится 450 мл ИЗС, т.е, врастворителе, соответствующем ФормуЛе 3 "-133+5,77ебЛ" ф СЭВАнерастворяется в такой смеси, дажепри длительном кипячении.приведенные примеры 4-6 нагляднопоказывают, что изменение любой изконстант в формуле, связывающей состав растворителя с составом сополимера, приводит к получению раство"рителя непригодного для достиженияпоставленной цели.Полученные порошки имеют дисперсность 5-10 мкм и сферическую или близкую к сферической Форме, что обеспечивает экономию материала и улучшениекачества покрытий ( оплошность, равномерность прочностные и адгезионныесвойства) .