Способ получения листового микропористого материала

СОЮЗ СОВЕТСНИХССИЧмртющдРЕСПУБЛИН ИВ (в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН ПАТЕНТУ(71) Хукер Кемикалз энд Пластикс Корпорейшн (США)(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИСТОВОГОИИКРОПОРИСТОГО ИАТЕРИАЛА смешениемпорошкообразного политетрафторэтилена с твердым порообразователем - кар(Я) С 08 3 5/22 С 08 Ь 27/18 бонатом кальция и смазкой, формированием слоя, уплотнением его, термооб" работкой при 100-250 С, повышениемотемпературы до 340-360 С, термопрес"осованием при 340-360 С в течениео90-210 мин, охлаждением, выщелачиванием порообразователя с последующей сушкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения пористости материала, в качестве смазки используют фторсодержащее поверхностно-активное вещество формулы Г С(СР ) СН СН 0(СН О) Нгде и = 6-19;ш 3-19,в количестве 5-30 мас.3, а уплотнение проводят многократной (13"25 раз) прокаткой слоя через валки.т 3 0 Ор Е Т Р Н И Е 0 т цо С. И т (. 5: К ;:С) ( О О уполучения листового микропористс гс)материала. ИЗВЕСТГН СПОСОб ПОЛ)ттЕИя ИСТОВО -го микропористого материала смешением порошкообрдзного политатрдфторзт)глг на с твердьм порообрдэователем - кдрбоцдтом МС ТаЛЛд) НацритР ) КаЛЬцИя И СМаЗКОЙ ПаРДФИНС)М КЕРОСИНОМ и др Формированием слоя, углотненисм 1 П его, термообрдботкой при 100-250 С) повышением тетцератод )т По 3)0-3600 Си термопрессованием слоя при зтой температуре в течение 90-210 миц, охлаждением, напгимер до комнат:ойтемпердтурь) выщелдчивдцием порообрд - зовдтеля - кдрбоцатд еталла) например Обработкой водным подкис:Рццым раствором г. пос.едусппей сушкой) Например при 30-60 О С 1 .Пористь(й "дтериал характеризуетсянизкими С)ИЛЕтт-,)ДЦИОЦЫМИ СВОЙСТЦДМИиз-за недостаточной пори, тости ористость70),Цель изобретения - пощецин пс)ристости материала и. тем самы:1, у(,чшение его фильтрацис;нцых свойгт,10 т-дт,т -Г тт ца 5т.тт, цО СтттГдт;1; ГЧТО, С)Гт 1 Д) Цо ГПО 0т, ГЕЙЛ)ттСЦИ 51 ЦИГтового микропористо:О материал( Г, шением поРошкообРацо о .тоцитетс)д:,) )1)- зтилетд с твердьп порообрдз )дтг):1 еыкарбондтом кдлетци 51 и смдзкОЙ фор 1"и " рованем слоя, уп 5:отцеНем его, терОмооордооткОЙ П 1)и 100 в 50 С. овы0 шением температуры до .тчО-)00/ , О,ь термопрессованием при 3-0-300в течение 90-10 миц. Охлдждецисм) выщелачиванием порообрд. оатс.ля с пос ледующгй супкой, в качестве Смазки используют Фторсодержащее пос рхностно - активное вепесто (1 УВ) Форму.ц;В"(, ). СН, СН, 0(СЦ, О) Н(3., 1 т 811згде и = 6-19;п 1 =- 3-19,в количестве 5-30 ьдг, ./) д уплотце -ние проводят мцогокрдтцои - )3-25 рдзПРОКатКОЙ СЛОЯ ЧЕРЕЗ Ват)К 1.,Используемое ПАВ предстдц:;Нет со- =с)бой смесь полимероц указанной Фстрмулы.П р и м е р 1 - 3., 50 г ПорошкаБотЕИТРТРафТОРЗТИЛРНД (тефлона) СМСшивают с 2 ч 7 г углекислого кдль;ия, 55Тефлоцогтый порошок имел средний диа"метр частиц 500 мкм) в то время кдкуглекислый кальций имел поминальный, т.-трстт цс-рс тепцвд;цю ц течение )дцг 1 Мц утЫ В ( МОГИСстт( С: ) - Г бт: 1 3 т ть тс)т 1 )ттти цтте с тс гт) лобдв я .,Ш С Мд От:.НЫИ МСИ Ррндц. СОГЛаСНС ПРИ.ГГ т ПС)ба 1 ЛЯЮ 5 Я Ттс(Г 51 т МИЛ 1 ИЛИ ТРОВ Гицд) Г;)глдги примеру 2 - дзад ., Т, 5 ".1 т Ьт)1:ЛЦ;1 ЦТРОВ ФТОРИС ТГ ГС ПАВ 3(:1:.15" 1181 с оглдгцо гтримеру 3 ;:ять 1 есят миллилитров сЬтори сто го ПАВ ЗГ,П С :В.т. ПС)гтС ЛОбаВЛС НИЯ НЕИОННО.1,) гичес кте ОдПядь Не наблюдали ьтрц ИС ОЛтЗОНдИИ фтОРИСтОГО ПАВ В П)имс Рдх . и 3, Листовые материалыГ.".," С)ЦРЦ)151 т;С) УКДЗаНЫХ тоЛШИНПС ГЛ;:,С)тптЕЛЬЦО ВЫСУПИВаЮт ПРИ СС От,; ( ттеццр 100 150, 250 С с це ью ;1) 1 тЕт 1 И 5 ЕСОХ ЛЕТ)т 1 Х КОМо цен ов,ОГЛС ТПатс:11 ттОЙ СУШКИ ТСМГтеРатУР)т цоеС ПЕННО По)ЗЬППдЮт СООтВЕтетВЕНО340) 350 или 360 С лля спеканиятдс тцц политетрафторзтиленд. Тс мпературу ггекания поддерживают в течение )т)ОИОтд. 90. 150, 210 МИН, ПОСЛС Кс%"СДЕЦИЯ П ОКД 1 Е 1 НтЙ ЛИСТ ПОЛИ Ет" т)афторзтилеца подвергают затем выщс:лаИвднию последовательно с помои;ькрастворов соляной и азотной кисл: тЕЬР Уттттал(.ЦИ 51 УГ(РКИСЛОГО Ка 11 ЦИЯПоЛе промывки и последовательног."ис)Ее Рации выцслачив дни я и промылкимикгоцористый сепаратор из политс раФТОРЗТИПЕНД ИСПЫтЫВаЮт На ПОРИСтОт:тЬпутем ртутной интрузии. Для примеров1 - 3 соответственно оыли найдены значения паристости, равные 80,6, 803и 86,.3 , Свойства смеси в зависймссти от типа и количества смазки зр:велс 1 ы в та б ц,1 сд 1( видцо из табл. , равноц нныепорс тости можно получить р используяменее Фтористогг ПАВ по сравнениюс ьеросином в примере 1, и повьппет: -цую псристость - при использоваци:того же количества Фтористого ПАВ:что и керосин, ,что также свидетельствует о лучшей технологической спасобцост: перерабатываться,1105120 0 15 25 30 Таблица 1 Зонил Г 5 йЮ Зонил Г 5 М Смазка Керосин Количество,мл(7) 50 (103) 25 (5 Х) 50 (107.) Стадия вальцевая Сухая смесьнебольшие койки 1. До вальцевания П р и м е р 4, Листовые материалы, полученные в соответствии с примерами 1-3, испытывают в хлорномэлектролизере. Образцы используют встандартном двухкамерном стеклянномминиэлектролизере, работающем при85-95 С. Анолит циркулируют с под 6кисленным рассолом при рН 4,0, Католит составлял 100 г на 1 л едкогонатра. Начальное напряжение дляэлектролизера было определено при1,5 АБ 1 и указаны концентрации щелочи, Электролизер пускают в действие,напряжение электролизера определяютв разное время и подсчитывают выходпо току. Результаты этого опыта приведены в табл, 2,П р и м е р ы 5 - 7. 50 г Порошка политетрафторэтилена смешивают с углекислым кальцием и различными количествами ЗонилГБИ - фтористого ПАВ. Углекислый кальций имел размер частиц порядка 61-74 мкм, в то время как средний размер частиц политетрафторэтилена равнялся 35 мкм, Для примеров 5 и б измеряют пористость, и все образцы испытывают в стеклянном миниэлектролизере, как и в примере 4, Результаты этих испытаний приведены в табл, 3Примеры 8 - 13. Спомощьютехнологии, описанной в примерах1-3, получают дополнительные мембра- З 5 ны с применением большого разнообразия смазок, как описано в табл. 4,50 г Тефлона - фторполимера 6 смешивают с 247 г негрохоченного угле-кислого кальция. Используемыми смазками служат: ЗонилРБВ, амфотерное фтористое ПАВ, известное как фторалкилзамещенный бетаин (примеры 8, 9) ЗонипГБС, катионовый третичный амин, обозначаемый как диметилсульфат, образующий четвертичное основание с замещенным фторалкилом (пример 10); Зонил ф РБР, анионное фторнстое ПАВ, обозначенное как аммониевая соль фторалкилового фосфата (пример 11); Тритон Х- фторированный феноксиполиэтоксиэтанол - ПАВ (пример 11) .Для сравнения с примером 3 с целью демонстрации неожиданного улучшения, достигнуто благодаря применению специального неионного фтористого ПАВ ЗонилГБИ результаты приведены в табл. 4.В примерах 1 и 2 ясно иллюстрируется особая природа изобретения, с ясной демонстрацией того, что не все фтористые ПАВ приводят к удовлетворительным результатам. В примерах продемонстрировано превосходство не- ионного фтористого ПАВ указанной формулы по сравнению с анионными, катионными и амфотерными фтористыми ПАВ и обычным неионным ПАВ, например керосином. Полусухая смесь, Тяжелая, чувствинебольшие комки тельная к влаге,небольшие комки1105120 Низкая остает образ образец Высокая, материя в ви- превращается вших кус- текстовидный в виде орошка и кро шится, требуетбольшой обработки для получения иста рые лег- лают форли Умеренна даются о ная, наблю отдельные наблю- Отличная, вальцульные ется легко ютс трещины зрывы Нет прохо Низкая, образе ломкий, трудно вальцуется, та как валки зажи вальц маютс 5. Спо биост ванию кая,тановити хрупт больнь ни еренная образец эластичен с некоторыми ал дов при п получае дныи и ван рох тельнь дах дл ния ывами лист ь грубыхя од утоне -вд шую склломке ность к кромок а б л и войства электролизера 50 г/л МаО 20 г/л йаО 7 Выходапо току 7. Выходапо току апря ение пряние 3,80 82 3,42 3,27,0 2, Первый проход; способноформирования 3. Постепенное утонение: способность к вальцеванию 4, Способность проходить валь цевание бразец я ломк им, им Средняя, вальцуетс де неболь ков кото ко приним му листа Продолжение табл. 1 тличная, отсутст ие вибрации валков, получается однородный лист Отличная, ник:ак:огосопротивления валь1105120 Свойства электролизера Пример 6 Пример 5 Пример 7 65 (12%) 75 (15%) 100 (30%) 247 Уклекислый кальций, г 309 247 ПТФЭ, г 50 50 50 Число этапов вальцевания 23 19 21 Толщина, мм 15 19 Пористость, % 86, 95 84,6 81,5 87,0 73,5 Напряжение при 120 г/лЙаОН 3,70 4,05 3,45 67,5 77,0 61,0 Напряжение при 150 г/лЙаОН 4,02 3,70 3,46 Пример 10 Пример 9 Пример 8 Оц Зонил Г 5 ЬСмазка Количество мл (%) 50 (10%) 24 22 1. До вальцевания Зонил 5 М , мл (%) Выход по току при120 г/л МаОН Выход по току при150 г/л й аОН Свойства смеси Число вальцеваний Стадии вальцевания Тяжелая, чувствительная к влаге, небольшие комкиЗонил56 75 (15%) Бесцветная, чувствительная к влаге, небольшиекомки Таблица 3 Таблица 4Я)Зонил Г 5 Ь50 (10%) Бесцветная, слабая, небольшиекомки, частичнов виде порошка,неприятный рыбный запах1105120 10 табл, 4 2. Первыйпроход: способность к формованию листа Низкая. Легко разрывается наполосы, которыенельзя легко соединить однус другой. Многоотходов получения хрупкого листа Умеренная, наблюдаются разрывы, складки, появляются вздутня Слабая, разрывается на полос, грубый вид Средняя. НабСредняя, очевидная слоистость,наличие складоки разрывов проходит вальцевание людаются разрывы, вздутия,растрескивание 5. Способность к Низкая, образецстановится жествальцеванию припоследовательныхпроходах ким, разрывается,образуются дырки,волнистость, виб.рация в валках Пример 13 Пример 12 Свойства смеси Пример 11 ХЗонил Г 5 ВФЗонил 5 Ь 50 (10%) фТритон50 (10%) СмазкаКоличество мл (7) 50 (10%) Число вальцеваний 23 Стадии вальцевания Сухая, зернистая Тяжелая, чувствинебольшие комки тельная к влаге,небольшие комки Влажная, небольшие комки,много порошка 1. До нальцевания 3. Постепенноеутонение: способность к вальцеванию 9 4. Способность Исключительнослабая. Неспособность образовать лист,значительнаяпорошкообразность, хлопьевидность, слабое сцепление Низкая, образец остается в виде порошка и рыхлый, требует большой обработки для Очень слабая. Сильно приливает к валкам, разрывы, наличие складок, жесткость Продолжение табл. 41105120 Продолжение табл. 467 Средняя. Образец Высокая, материалвальцуется в виде превращается в пасто.мелких кусков, видный листкоторые могутпринимать .хрупкуюлистовую форму Слабая, образецостается в значительной степени чения довольно хрупкого листа Умеренная, про- Отличная, легко вальдольные трещины, цуетсяотдельные разрывы и лопины наповерхности обСлабая, легко разрывается, расслоение 3. Постепенноеуточнение:способ.ность к вальцеванию разца 4, Способность Средняя, образецмягкий и эластичный. Наружпроходит валь- цевание 5. Способность к вальцеванию Средняя. Образецэластичен при некоторой складчапри последовательных прохотости и появлении дыр Жидкость разгоняется на валдах ках Составитель В.ОстровскийРедактор В.Данко Техред А. Ач Корректор И.Эрдейи Заказ 5333/45 Тираж 469 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 2. Первыйпроход: способность к формованию листа в виде порошкаи рыхлым, требует большой обработки для полуУмеренная. Образец становится более жестким, наблюдаются разрывы итрещины Слабая. Образецстановится хрупким, наблюдаютсятрещины, разрывыпо краям ная поверхностьобразца имееттенденцию к образованию пузырей Отличная, отсутствие вибрации в валках, получаетсяоднородный лист Отличная, никакогосопротивления вальцеванию, образуетсяоднородный лист