Procedimiento de preparación de materiales de fluoropolímero en forma de polvo.

Un procedimiento para la preparación de un material de fluoropolímero modificado en forma de polvo en el que elfluoropolímero es uno de fluoro etileno propileno (FEP) y perfluoroalcoxi (PFA),

comprendiendo el procedimiento lasetapas de: formar una suspensión de partículas sólidas de fluoropolímero junto con las partículas depolitetrafluoroetileno (PTFE) como modificador en un vehículo líquido acuoso, congelar la suspensión acuosa; yposteriormente someter la suspensión acuosa congelada a sublimación , produciendo de este modo partículas secasdel fluoropolímero, modificado por la presencia de un modificador de PTFE, en forma de polvo.

Procedimiento de preparación de materiales de fluoropolímero en forma de polvo La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de materiales de fluoropolímero en forma de polvo.

Los fluoropolímeros son polímeros de cadena larga que comprenden principalmente unidades de repetición lineales etilénicas en las que parte o la totalidad de los átomos de hidrógeno se sustituyen por flúor. Ejemplos incluyen poli (tetrafluoroetileno) , perfluorometilo, éter vinílico (MFA) , fluoro etileno propileno (FEP) , per fluoro alcoxi (PFA) , poli (clorotrifluoroetileno) y poli (fluoruro de vinilo) . Están entre los polímeros más inertes desde el punto de vista químico y se caracterizan por una resistencia inusual frente a ácidos, bases y disolventes. De manera inusual, presentan propiedades de baja fricción y tiene la capacidad de soportar extremos de temperatura. Por consiguiente, los fluoropolímeros se usan en una amplia variedad de aplicaciones en las cuales la resistencia a entornos extremos resulta necesaria. Las actuales aplicaciones incluyen la formación de materiales para entubación y para envasado en plantas químicas, equipamiento de semiconductores, partes para automóviles y revestimientos estructurales.

Existen varias aplicaciones que requieren el fluoropolímero en forma de polvo. Se puede aplicar el fluoropolímero a una superficie por medio de pulverización electrostática del polvo. Los usos incluyen el revestimiento de baterías de cocina para uso doméstico con el fin de aumentar las propiedades anti-adherentes y la resistencia a la abrasión, y el revestimiento de partes de automóvil para aumentar la resistencia a la intemperie.

Actualmente, de manera general se usan dos procedimientos para producir el fluoropolímero en forma de polvo. Los procedimiento de pulverización comprenden el bombeo de una dispersión acuosa de la alimentación de fluoropolímero en el interior de un sistema de atomizado, generalmente localizado en la parte superior de una cámara de secado. El líquido se atomiza en el interior de una corriente de gas calienta para evaporar el agua y producir un polvo seco. Este procedimiento presenta varias limitaciones. El requisito de que la dispersión acuosa se bombee hacia el interior del sistema de atomizado limita el uso del presente procedimiento a materiales apto para bombeo, y los aglomerados secados por pulverización se unen fuertemente unos a otros y resisten la posterior desaglomeración. Además, se pueden procesar materiales no aptos para la formación de fibrillas, ya que la atomización puede dar lugar a la formación de fibrillas del fluoropolímero, lo que tiene como resultado un material de "malvavisco" que resulta difícil de manipular.

Un procedimiento alternativo implica la coagulación de las partículas dentro de la dispersión acuosa. La coagulación se facilita mediante el uso de elevada cizalladura mecánica, la adición de ácidos o la adición de agentes de formación de gel y el posterior tratamiento con un líquido orgánico inmiscible. Se pueden separar las partículas coaguladas del líquido residual por medio de filtración y posteriormente se pueden secar, típicamente usando dispositivos de secado de tipo instantáneo, de cinta móvil o de bandeja. Normalmente, los gránulos coagulados son cementados desde el punto de vista de su facilidad de manipulación. No obstante, la formación de aglomerados da lugar a un tamaño de partícula que es demasiado grande para su uso en las técnicas convencionales de aplicación de pulverización de polvo. La molienda, tradicionalmente usada para ajustar la distribución de tamaño de partícula, puede provocar la formación de fibrillas, para producir un material que resulta complicado de trabajar y que presenta dificultad de manipulación. El material cementado también produce un aglomerado compacto que resiste la posterior desaglomeración.

En ambos procedimientos, resulta difícil incorporar cualquiera cantidad importante de un modificador con el fin de mejorar las propiedades de barrera del fluoropolímero.

Por tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para la preparación de un material de fluoropolímero en forma de polvo, modificado que presentan propiedades de barrera mejoradas.

El documento US 3692 756 divulga un procedimiento para la preparación de un polvo de PTFE apto para extrusión.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un procedimiento para la preparación de un material de fluoropolímero modificado, en forma de polvo, en el que el fluoropolímero es uno de fluoro etileno propileno (FEP) y perfluoroalcoxi (PFA) , comprendiendo el procedimiento las etapas de de: formar una suspensión de partículas sólidas de fluoropolímero junto con partículas de politetrafluoroetileno (PTFE) como modificador en un vehículo líquido acuoso; congelar la suspensión acuosa; y posteriormente someter la suspensión acuosa congelada a sublimación, produciendo de este modo partículas secas del fluoropolímero, modificado por la presencia del modificador de PTFE, en forma de polvo.

El procedimiento de la invención permite la adición de más modificador al polímero de la que resulta posible mediante el uso de técnicas convencionales.

Las partículas de modificador se dispersan de forma eficaz entre las partículas de fluoropolímero en el vehículo acuoso, confiriendo de este modo propiedades de barrera superiores al material de polvo acabado. Se produce una aleación de fluoropolímero/PTFF, que es bien PTFE/FEP o PTFE/PFA, que resulta de naturaleza más cristalina que el fluoropolímero no modificado. La posmolienda o la irradiación del material de fluoropolímero modificado secado por congelación también pueden mejorar su aptitud como material de revestimiento en forma de polvo.

Preferentemente, el fluoropolímero es éter de perfluorometilo y vinilo (MFA) . Preferentemente, el tamaño de partícula del fluoropolímero se encuentra dentro del intervalo de 30 a 350 nm, preferentemente de 200 a 250 nm, por ejemplo aproximadamente 230 nm. Preferentemente, el modificador de PTFE presenta un tamaño de partícula dentro del intervalo de 30 a 350 nm, preferentemente de 200 a 250 nm, y se encuentra presente hasta 50 % en peso, preferentemente de 20 a 30 % en peso, por ejemplo aproximadamente 25 % en peso de la mezcla MFA/PTFE, expresados en base de peso seco.

Preferentemente, el material de fluoropolímero modificado en forma de polvo presenta un tamaño de partícula que es suficientemente pequeño para permitir la aplicación por medio de técnicas convencionales de aplicación de pulverización en forma de polvo. Los aglomerados (con una tamaño de partícula principal de aproximadamente 0, 2 µm) producidos pueden presentar un diámetro medio de 1 a 100 µm, más preferentemente de 20 a 30 µm.

Preferentemente, la suspensión de partículas de fluoropolímero sólidas en el vehículo líquido se congela en un congelador a una temperatura por debajo de 0 ºC. Más preferentemente, la suspensión se congela a una temperatura dentro del intervalo de -60 ºC hasta -20 ºC. Típicamente, la congelación se podría completar en 6 horas hasta 24 horas.

Preferentemente, las partículas de copolímero del vehículo líquido se vierten, vacían o de otro modo se transfieren a una bandeja antes de la congelación. Preferentemente, la bandeja que contiene la suspensión partículas sólidas de fluoropolímero en el interior del congelador y se congela dentro de la bandeja.

Preferentemente, el vehículo acuoso es agua con o sin tensioactivo y con o sin disolventes de entrecruzamiento (disolventes orgánicos usados para favorecer la dispersión/solvatación de las resinas adicionales) . Si se usan disolventes de entrecruzamiento, debe estar en concentraciones suficientemente bajas y deben presentar puntos de fusión suficientemente elevados de manera que la congelación no se encuentre inhibida.

Preferentemente, la sublimación se lleva a cabo usando presión sub-atmosférica o vacío. El uso de presión reducida provoca la sublimación del vehículo a partir del estado congelado directamente hasta el estado gaseoso, evitando la transición de sólido a líquido y de líquido a gas. Preferentemente, se crea presión reducida por medio de una bomba de vacío. Preferentemente, la presión reducida se encuentra dentro del intervalo de 1, 01 kPa a 100, 3 kPa, más preferentemente de 4, 05 kPa a 8, 1 kPa. Típicamente, la sublimación se podría completar en 12 horas a 48 horas.

Preferentemente, el procedimiento... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la preparación de un material de fluoropolímero modificado en forma de polvo en el que el fluoropolímero es uno de fluoro etileno propileno (FEP) y perfluoroalcoxi (PFA) , comprendiendo el procedimiento las etapas de: formar una suspensión de partículas sólidas de fluoropolímero junto con las partículas de politetrafluoroetileno (PTFE) como modificador en un vehículo líquido acuoso, congelar la suspensión acuosa; y posteriormente someter la suspensión acuosa congelada a sublimación , produciendo de este modo partículas secas del fluoropolímero, modificado por la presencia de un modificador de PTFE, en forma de polvo.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque el fluoropolímero es éter de perfluorometilo y vinilo (MFA) .

3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el tamaño de partícula del fluoropolímero se encuentra dentro del intervalo de 30 a 350 nm.

4. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el modificador de PTFE presenta un tamaño de partícula dentro del intervalo de 30 a 350 nm.

5. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el PTFE se encuentra presente hasta 50 % en peso de la mezcla de MFA/PTFE, expresado en base de peso seco.

6. El procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la sublimación se consigue por medio de presión sub-atmosférica.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, caracterizado porque la presión reducida se encuentra dentro del intervalo de 10, 1 a 100, 3 kPa.

8. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la sublimación se lleva a cabo a una temperatura por debajo de la temperatura de transición vítrea del fluoropolímero.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, caracterizado porque la sublimación se lleva a cabo a temperatura ambiente.

10. El procedimiento de la reivindicación 8, caracterizado porque la sublimación se lleva a cabo a una temperatura entre la temperatura ambiente y la temperatura de transición vítrea del fluoropolímero.

11. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la suspensión de partículas sólidas en el vehículo acuoso se congela a una temperatura dentro del intervalo de -60 ºC a -20 ºC.

12. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque la suspensión de las partículas sólidas en el vehículo acuoso se congela en bandejas.

13. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque las partículas de fluoropolímero modificadas se someten a molienda y/o irradiación.

14. El procedimiento de cualquier reivindicación anterior, caracterizado porque el fluoropolímero es apto para la formación de fibrillas y/o no apto para bombeo.