本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種混合輻照制備PTFE超細粉功能材料的方法。
背景技術(shù)：
聚四氟乙烯（PTFE）超細粉是低分子量的細粉，又叫“PTFE 蠟”，聚四氟乙烯超細粉平均粒徑小于5μm，比表面積大于10m2/g，摩擦系數(shù)約為0.06～ 0.07，其潤滑性好，能很好地分散在許多材料中，可用作塑料、橡膠、油墨、涂料、潤滑油脂的防黏、減摩、阻燃添加劑，也可作干性潤滑劑制成氣溶膠等。
目前，PTFE超細粉的工業(yè)化制備，國內(nèi)主要有兩種：一種是直接用四氟乙烯調(diào)節(jié)聚合，控制聚合時間，得到產(chǎn)物進行適當(dāng)加工，但是四氟乙烯混合不可能很均勻，聚合反應(yīng)的時間也不是很好控制，這樣就難以得到分子量相同，粒徑大小統(tǒng)一的聚四氟乙烯的超細粉；第二種是用高分子量的PTFE經(jīng)過電子束輻射降解，再粉碎處理得到產(chǎn)品。工業(yè)上高分子降解制備PTFE的方法主要有熱裂解和輻射裂解兩種。熱裂解是通過改變裂解的條件，得到不同的裂解產(chǎn)物和不同分子量的粒徑產(chǎn)品，但熱裂解涉及一個熱效應(yīng)的問題，很高的熱效應(yīng)對設(shè)備的要求很高，能量損失非常大，并且清潔裂解爐十分耗時耗力，這樣就大大地降低了生產(chǎn)聚四氟乙烯超細粉的效率。輻射裂解法是使用高能射線使高分子量的PTFE的碳-碳鍵斷裂，得到不同分子量的PTFE微粉。
現(xiàn)有輻照制備PTFE超細粉的方法，大都采用一種輻照劑進行照射，而單一輻照劑通常在固定的位置斷鍵，為了達到一定細度的細粉，通常要長時間照射，如紫外線照射的時間為8～10小時，使得制備周期較長，成本高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種混合輻照制備PTFE超細粉功能材料的方法，能夠有效縮短輻照時間，較少輻照劑量，從而節(jié)約成本，降低PTFE超細粉的粒徑。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種混合輻照制備PTFE超細粉功能材料的方法，包括如下步驟：
（1）原料預(yù)處理：將干燥的PTFE原料用液氮進行低溫急冷處理，然后用粉碎機粉碎成一定粒徑的粉料；
（2）安裝自動流水線：將步驟（1）中預(yù)處理后的PTFE粉料裝入自動流水上的循環(huán)小車內(nèi)，所述生產(chǎn)線沿原料運行方向依次設(shè)置有噴淋裝置、電子束發(fā)生裝置和鐳226輻照裝置；
（3）噴淋雙氧水：開啟步驟（2）中的自動流水線，將循環(huán)小車運行至噴淋裝置內(nèi)在PTFE粉料上噴淋一定量的雙氧水；
（4）電子束輻照處理：將步驟（3）中噴淋雙氧水后的PTFE粉料通過循環(huán)小車沿自動流水線運行至電子束發(fā)生裝置內(nèi)，在開啟電子加速器，使其產(chǎn)生的高能電子束對PTFE粉料進行輻照處理；
（5）γ射線輻照處理：將步驟（4）中經(jīng)電子束輻照處理后的PTFE粉料通過循環(huán)小車沿自動流水線運行至鐳226輻照裝置內(nèi)進行γ射線輻照處理，然后通過循環(huán)小車運出鐳226輻照裝置;
（6）粉碎分散處理：將步驟（5）中經(jīng)γ射線輻照處理后的PTFE粉料從循環(huán)小車上取下置入粉碎系統(tǒng)進行分級粉碎處理，得到平均粒徑小于3μm的PTFE超細粉。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（1）中，所述粒徑為100～500μm。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（2）中，所述自動流水線還包括控制裝置，所述控制裝置分別與所述循環(huán)小車、噴淋裝置、電子束發(fā)生裝置和鐳226輻照裝置并聯(lián)連接；所述PTFE粉在所述循環(huán)小車內(nèi)的裝料厚度為300～350mm。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述噴淋裝置帶有一個以上的噴淋口，所述鐳226輻照裝置外帶有輻照隔離墻。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（3）中，所述雙氧水的噴淋量與所述PTFE粉料的重量比為10～13%。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（4）中，所述電子加速器的能量為2MeV，束流為10mA，掃描均勻性為98%以上，掃描寬度為1000mm；所述電子束的輻照時間為1～3min，輻照次數(shù)為1次，輻照劑量為350～450KGy。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（5）中，所述γ射線的輻照次數(shù)為1次，輻照劑量為50KGy，輻照時間為0.5～1.5min。
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（6）中，所述粉碎系統(tǒng)包括氣流粉碎機、旋風(fēng)分離器、除塵器和引風(fēng)機；所述氣流粉碎機帶有拉瓦爾噴嘴，所述氣流粉碎機的氣流為 壓縮空氣。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種混合輻照制備PTFE超細粉功能材料的方法，雙氧水的協(xié)同氧化作用下，通過電子束和γ射線先后混合輻照，有效提高了PTFE的降解率，即在單位輻射劑量相同的條件下，有效縮短了整體輻照的時間，提高了生產(chǎn)周期，降低成本，且所制備的PTFE超細粉料的平均粒徑更小，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，實用性強，市場前景廣闊。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
本發(fā)明實施例包括：
實施例1
一種混合輻照制備PTFE超細粉功能材料的方法，具體步驟如下：
（1）原料預(yù)處理：將干燥的PTFE原料用液氮進行低溫急冷處理，然后用粉碎機粉碎成粒徑為100～500μm的粉料；
（2）安裝自動流水線：所述自動流水線沿原料運行方向依次設(shè)置有噴淋裝置、電子束發(fā)生裝置和鐳226輻照裝置，還包括與所述循環(huán)小車、噴淋裝置、電子束發(fā)生裝置和鐳226輻照裝置并聯(lián)連接的控制裝置；其中，所述噴淋裝置帶有一個以上的噴淋口，所述鐳226輻照裝置外帶有輻照隔離墻；
將步驟（1）中預(yù)處理后的PTFE粉料裝入上述循環(huán)小車內(nèi)，并控制裝料厚度為300～350mm；
（3）噴淋雙氧水：開啟步驟（2）中的自動流水線，將循環(huán)小車運行至噴淋裝置內(nèi)，在PTFE粉料上噴淋與所述PTFE粉料的重量比為10～13%的雙氧水；
雙氧水通過噴淋裝置呈霧狀噴在PTFE粉料的表面，因為雙氧水在輻照過程中產(chǎn)生羥基自由基(·OH)，羥基自由基(·OH)是一種重要的活性氧，從分子式上看是由氫氧根（OH-）失去一個電子形成。羥基自由基具有極強的得電子能力，也就是氧化能力，氧化電位2.8v，是自然界中僅次于氟的氧化劑，通過輻照源和雙氧水的雙重協(xié)同氧化反應(yīng)，把高分子的PTFE粉料降解為低分子的PTFE超細粉；
（4）電子束輻照處理：將步驟（3）中噴淋雙氧水后的PTFE粉料通過循環(huán)小車沿自動流水線運行至電子束發(fā)生裝置內(nèi)，在開啟電子加速器，使其產(chǎn)生的高能電子束對PTFE粉料進行輻照處理；所述電子加速器的能量為2MeV，束流為10mA，掃描均勻性為98%以上，掃描寬度為1000mm；所述電子束的輻照時間為1～3min，輻照次數(shù)為1次，輻照劑量為350～450KGy；
（5）γ射線輻照處理：將步驟（4）中經(jīng)電子束輻照處理后的PTFE粉料通過循環(huán)小車沿自動流水線運行至鐳226輻照裝置內(nèi)進行γ射線輻照處理，在輻照劑量為50KGy的條件下輻照1次，為0.5～1.5min；然后通過循環(huán)小車運出鐳226輻照裝置;
（6）粉碎分散處理：將步驟（5）中經(jīng)γ射線輻照處理后的PTFE粉料從循環(huán)小車上取下置入粉碎系統(tǒng)進行分級粉碎處理，由于經(jīng)輻照后的PTFE粉料雖然已經(jīng)由高分子變成低分子了，但低分子的PTFE仍還是團聚在一起，沒有分散成小分子的超細粉，為了能夠得到超細粉，必須把輻照降解后的低分子的PTFE粉進行粉碎分散處理。該粉碎系統(tǒng)包括氣流粉碎機、旋風(fēng)分離器、除塵器和引風(fēng)機，其中，氣流粉碎機帶有拉瓦爾噴嘴，其氣流為壓縮空氣。壓縮空氣經(jīng)過濾干燥后，通過拉瓦爾噴嘴高速噴射如氣流粉碎機的粉碎腔內(nèi)，在多股高壓氣流的交匯處，PTFE粉料被反復(fù)碰撞、摩擦、剪切而粉碎，粉碎后的PTFE粉在風(fēng)機抽離作用下隨上升氣流運動至分級處，在高速旋轉(zhuǎn)的分級渦輪產(chǎn)生的強大離心力的作用下，是粗細物料分離，符合力度要求的細顆粒通過分級輪進入旋風(fēng)分離器和除塵器內(nèi)收集，粗物料顆粒下降至粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎，實現(xiàn)分級粉碎處理，最后得到平均粒徑小于3μm的PTFE超細粉。
上述方法制備的PTFE超細粉的平均粒徑小于3μm，比表面大于10.5m2/g，摩擦系數(shù)為0.06～0.07，潤滑性好，產(chǎn)品純度為100%，分子量低于1萬，能很好地分散在許多材料中。
本發(fā)明的混合輻照制備PTFE超細粉功能材料的方法，能夠有效縮短輻照時間，較少輻照劑量，從而節(jié)約成本，降低PTFE超細粉的粒徑。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。