Способ получения изделий из вторичного спеченного фторопласта-4

Способ получения изделий из вторичного спеченного фторопласта-4

Реферат

Изобретение относится к способу получения изделий из вторичного спеченного фторопласта-4 и может найти применение при повторной переработке отходов фторопласта-4.

Производство изделий из фторопласта-4 и их применение в промышленности сопровождается образованием и накоплением значительного количества отходов. Поэтому проблема повторной переработки вторичного фторопласта-4 весьма актуальна.

Известен способ переработки отходов фторопласта-4 путем их пиролиза до мономера тетрафторэтилена с последующей полимеризацией [авт. св. СССР №1680723, кл. С 08 J 11/10, опубл. 30.09.91]. Способ сложен в исполнении, не обеспечивает получения целевого продукта с требуемыми свойствами и не нашел применения в промышленности.

Другое направление переработки отходов фторопласта-4, нашедшее применение в промышленности, заключается в механическом измельчении отходов с получением порошка с размером частиц 10÷80 мкм с последующим прессованием и спеканием. Недостатком указанного направления является перегрев измельчаемого материала, сопровождающийся частичной деструкцией фторопласта-4, что ухудшает физико-механические свойства изделий.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является способ получения изделий из вторичного спеченного фторопласта-4, включающий тонкодисперсное измельчение исходного материала при охлаждении жидким азотом с последующим прессованием и спеканием [авт. св. СССР №441807, кл. С 08 F 29/16, B 29 С 29/00, опубл. 05.08.75].

Недостаток известного способа заключается в его сложности, обусловленной применением жидкого азота.

Технической задачей заявляемого изобретения является упрощение способа получения изделий из вторичного спеченного фторопласта-4.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения изделий из вторичного спеченного фторопласта-4, включающем тонкодисперсное измельчение исходного материала при охлаждении с последующим прессованием и спеканием, согласно изобретению измельчение проводят в водной среде, образующуюся при этом суспензию охлаждают путем циркуляции через выносной кожухотрубный теплообменник.

Температуру суспензии поддерживают не выше 90°С.

Линейную скорость циркуляции суспензии в кожухотрубчатом теплообменнике поддерживают 0,2÷1,0 м/с.

Пример

Вторичный фторопласт-4 (Ф-4) в виде втулок, стружки, остатков от дефектных заготовок предварительно очищают от видимых примесей, пропускают через магнитное устройство для улавливания металлических включений и далее измельчают в роторном измельчителе типа ИПР-150М с диаметром отверстий в калибрующей решетке 5 мм с последующим отделением фракции 100÷200 мкм на соответствующих ситах. Полученный порошок вторичного Ф-4 химически очищают в среде 35%-ного раствора соляной кислоты с последующими операциями промывки водой, сушки и тонкого измельчения до получения частиц размером менее 20 мкм в водной среде с постоянным отводом тепла. Тонкое измельчение проводят в лабораторном измельчителе периодического типа. Принцип действия измельчителя: высокоскоростной ротор с ребрами определенной формы измельчает порошок вторичного Ф-4 посредством ударной силы, дополнительно измельчаемый материал разрезается срезом при помощи ударных зубьев ротора, имеющих острые кромки, взаимодействуя при этом со вставным ситом. Циркуляция суспензии Ф-4 - вода осуществляется через выносной теплообменник при помощи лабораторного перистальтического насоса. Линейная скорость в трубках теплообменника составляет 0,5 м/с, температуру суспензии поддерживают в пределах 50÷60°С. Затем порошок отходов фторопласта отделяют от воды путем фильтрования с последующей сушкой при 105°С. Высушенный порошок равномерно распределяют в пресс-форме размером 130×100×50 и прессуют при комнатной температуре и удельном давлении 300±25 кгс/см² с выдержкой в течение 1 мин. Полученную пластину помещают в термопечь, нагретую до 375±5°С, и выпекают при данной температуре в течение 12,5÷13,5 ч с последующим охлаждением в печи до 190÷210°С (скорость охлаждения 0,5÷1,0°С/мин). Далее пластину выгружают в асбестовое одеяло, выдерживают не менее 2 ч и оставляют остывать на воздухе при комнатной температуре. После охлаждения исследуют физико-механические свойства полученной пластины.

Результаты испытаний:

удельный вес	2,18 кг/см3
прочность на разрыв	195 кг/см2
относительное удлинение	210%.

Полученные изделия имеют белый цвет, гладкую поверхность.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает получение изделий из вторичного фторопласта-4 требуемого качества, не уступающего прототипу, прост в осуществлении, не требует специального оборудования, имеет малую энергоемкость.

Температуру суспензии необходимо поддерживать не выше 90°С во избежание появления воздушных пузырей и ухудшения условий теплоотвода.

Оптимальный диапазон линейной скорости циркуляции составляет 0,2÷1,0 м/с. При скорости менее 0,2 м/с наблюдаются частые забивки трубок теплообменника, а скорость более 1,0 м/с обусловливает неоправданные дополнительные энергозатраты.

Предлагаемый способ решает проблему утилизации отходов из фторопласта-4, что весьма актуально для предприятий, связанных с выпуском и обращением фторопластовых материалов. Изделия, полученные по предлагаемому способу, могут широко использоваться в качестве уплотнительных материалов в разных сферах народного хозяйства.

1. Способ получения изделий из вторичного спеченного фторопласта-4, включающий тонкодисперсное измельчение исходного материала при охлаждении с последующим прессованием и спеканием, отличающийся тем, что измельчение проводят в водной среде, охлаждая образующуюся суспензию путем циркуляции через выносной теплообменник, температуру суспензии поддерживают не выше 90°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что линейную скорость циркуляции суспензии в трубках теплообменника поддерживают в пределах 0,2÷1,0 м/с.