CN103101195A - 一种软性密封板用ptfe膜的制备方法 - Google Patents

一种软性密封板用ptfe膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种PTFE膜的制备方法，尤其是涉及一种软性密封板用PTFE膜的制备方法。双向拉伸膜具有2米的大宽幅、纵横向高强度和超厚度的特点，该膜既可以单独使用在各种空气过滤行业，也可通过层叠烧结的方法用来制作弹性四氟板产品，具有很高的技术价值和市场效益。本发明主要包括以下步骤进行：（1）混料制胚（2）挤出压延（3）复合压延（4）纵向拉伸（5）横向拉伸五道工序。

Description

一种软性密封板用PTFE膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种PTFE膜的制备方法，尤其是涉及一种软性密封板用PTFE膜的制备方法。
背景技术
PTFE具有优异的耐化学、耐温、绝缘、不粘和自润滑等性能，在医药、工业和环保等领域具有重大的使用价值，是一种特种工程塑料。
自美国gore公司发明双向拉伸膜后，美国gore公司利用双向拉伸膜制备出了具有高压缩回弹性能和优异的抗蠕变能力膨体四氟板和各种功能服装面料及过滤材料，获取巨大的工业利润。目前PTFE微孔双向拉伸膜在国内也得到快速的发展，但主要还是局限在用来制作纺织面料和与其它多孔材料复合制作各种过滤材料，其PTFE双拉伸膜厚度一般都不超过0.08mm，且纵横向强度差别很大，使用寿命短，都需要和其他材料复合一起使用。
发明内容
本发明是提供一种软性密封板用PTFE膜的制备方法，其主要是解决现有技术所存在的PTFE双拉伸膜厚度一般都不超过0.08mm，且纵横向强度差别很大，使用寿命短，都需要和其他材料复合一起使用等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明的一种软性密封板用PTFE膜的制备方法，所述的方法包括：
a．混料制胚：将溶剂油与聚四氟乙烯树脂粉料、分散剂混合均匀，其中，溶剂油的质量分数为20-30%，分散剂的质量分数为0.1-1%，其余为聚四氟乙烯树脂粉料，将混合物放置于烘箱中充分熟化，然后将混合料放入到预压成型设备的料腔臂中，利用油缸将混合料预压成柱状毛坯；
b．挤出压延：将柱状毛坯放入挤出设备，通过挤出设备的油缸、挤出轴，在挤出设备的铜口模、不锈钢口模处挤出圆形条子，挤出的条子的直径大小为18-25mm，将圆形条子送入到上压延滚筒与下压延滚筒之间，压延成宽度为200-300mm、厚度为0.2-0.3mm的带子，挤出压缩比为50-120，在整个过程中，物料都需要在80-90℃的温水中进行保温；
c．复合压延：将3-5层的带子带子再次送入到上压延滚筒与下压延滚筒之间进行层叠复合压延，得到复合压延后的带子；
d．纵向拉伸：将复合压延后的带子送入到拉伸烘箱的预热段进行去油，经过预热的带子再送入到拉伸烘箱的的纵向拉伸段，由纵向拉伸段内的可调转速的滚筒对带子进行纵向拉伸，形成聚四氟乙烯带子，可调转速的滚筒成S型排列，预热段、纵向拉伸段的底部都设有电热板；
e．横向拉伸：将聚四氟乙烯带子送入到横向拉伸机上，利用轨道布夹子固定住聚四氟乙烯带子，通过放卷轴、扩幅轴将聚四氟乙烯带子送入到拉伸烘箱内，将带子拉伸成宽幅为1.8-2.2m的聚四氟乙烯薄膜。
将聚四氟乙烯（PTFE）树脂+溶剂油（航空3号喷气燃料）+分散剂（1501抗静电剂）。通过筛筛选，选择使用分子量在230万—500万、粒径为.0.2—0.4微米的聚四氟乙烯粉末，筛选时，不能通过该筛网的结团料可置于清洁、密闭的容器内，放在更低的温度下摇动24h后，让它撞击器壁而分散，再如上过筛，在操作过程中应尽量避免剪切作用，溶剂油为航空3号喷气燃料，分散剂为1501抗静电剂（烷基水氧酸铬与丁二酸异辛脂磺酸钙复合物）。
作为优选，所述的步骤a中烘料的温度为50-60℃，熟化的时间为12h以上。
作为优选，所述的步骤c中，带子复合压延后的厚度为层叠总厚度的60-80%。
作为优选，所述的步骤d中预热段的温度为150-200℃，去油时间不低于1min，纵向拉伸段的温度为250-300℃，拉伸倍数为8-15倍，拉伸速率为500%/sec。
作为优选，所述的步骤e中的横向拉伸分为预热、拉伸和定型，预热段温度为200-300℃，拉伸段温度为200-250℃，拉伸倍数为8-12倍，定型温度为310-350℃，运行速度为4-10m/min。
作为优选，所述的聚四氟乙烯薄膜的厚度为0.1mm-0.3mm，纵横向强度分别为15MPa和13MPa，密度为0.7-0.9g/cm3。
因此，本发明制备出的PTFE膜纵横向孔径分别均匀，且强度较高，克服了在使用过程中受机械作用破损的缺点，其制备的膜材料特别适用于制作弹性四氟板，也可单独使用于空气过滤等行业，填补了超厚度PTFE双向膜的空白。
附图说明
附图1是本发明预压成型设备的一种结构示意图；
附图2是本发明挤出设备设备的一种结构示意图；
附图3是本发明的复合压延工艺示意图；
附图4是本发明的纵向拉伸工艺示意图；
附图5是本发明的横向拉伸工艺示意图；
附图6是本发明制备的PTFE膜表面场发射扫描电镜照片。
图中零部件、部位及编号：料腔臂1、油缸2、柱状毛坯3、挤出轴4、铜口模5、不锈钢口模6、圆形条子7、上压延滚筒8、下压延滚筒9、带子10、复合压延后的带子11、预热段12、纵向拉伸段13、滚筒14、聚四氟乙烯带子15、电热板16、轨道布夹子17、放卷轴18、扩幅轴19、聚四氟乙烯薄膜20。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本例的一种软性密封板用PTFE膜的制备方法，其步骤为：
a．混料制胚：将将370ml溶剂油混合溶液与1kg聚四氟乙烯树脂粉料混合均匀，混合是将过筛后的PTFE分散树脂加入干燥、洁净的广口玻璃瓶内，容量不应超过玻璃瓶容积的2/3，往树脂中加入计量过的溶剂油混合溶液，尽量不让溶剂油混合溶液沾瓶壁，压紧瓶盖以防其挥发，把玻璃瓶让其在40℃以下进行充分、均匀混合，混合搅拌器转速低于2转/分，翻转10-20min，然后将混合好的混合物放置于50℃的烘箱中熟化12h以上，使溶剂，分散剂，充分均匀的进入聚四氟乙烯粉末的空隙中，然后将混合料放入到预压成型设备的料腔臂1中，如图1，利用油缸2将混合料预压成柱状毛坯3，油缸压力为0.4Mpa，预压温度为65℃，形成直径25cm的柱状毛坯，压缩速度50mm/min,保压1-2min，型压套筒外径应比推压膜腔的内径小0.5-1.0mm,内径要比推压芯棒大0.2-0.3mm，其中聚四氟乙烯为中昊晨光公司生产的CGF-216G或大金F106或杜邦601A；
b．挤出压延：如图2，将柱状毛坯3放入挤出设备，通过挤出设备的油缸2、挤出轴4，在挤出设备的铜口模5、不锈钢口模6处挤出圆形条子7，挤出的条子的直径大小为18-25mm，将圆形条子送入到上压延滚筒8与下压延滚筒9之间，压延成宽度为200-300mm、厚度为0.2-0.3mm的带子10，挤出压缩比为50-120，在整个过程中，物料都需要在80-90℃的温水中进行保温；
c．复合压延：如图3，将3-5层的带子10带子再次送入到上压延滚筒8与下压延滚筒9之间进行层叠复合压延，得到复合压延后的带子11，其压延厚度为总厚度的80%左右，收卷；
d．纵向拉伸：如图4，将复合压延后的带子11送入到拉伸烘箱的预热段12进行脱脂去油，经过预热的带子再送入到拉伸烘箱的的纵向拉伸段13，纵向拉伸段温度为200~300℃，由纵向拉伸段内的可调转速的滚筒14对带子进行纵向拉伸，形成聚四氟乙烯带子15，可调转速的滚筒成S型排列，预热段、纵向拉伸段的底部都设有电热板16；
e．横向拉伸：如图5，将聚四氟乙烯带子15送入到横向拉伸机上，利用轨道布夹子17固定住聚四氟乙烯带子，通过放卷轴18、扩幅轴19将聚四氟乙烯带子送入到拉伸烘箱内，将带子拉伸成宽幅为1.8-2.2m的聚四氟乙烯薄膜20，在其运行时间为10s-70s后进行冷装区；最后进行切边收卷。经过双向拉伸生成高质量（均匀度误差小于5%）、大门幅（门幅可大于2米）的聚四氟乙烯（PTFE）微孔薄膜。其中横向拉伸分为预热、拉伸和定型，预热段温度为200-300℃，拉伸段温度为200-250℃，拉伸倍数为8-12倍，定型温度为310-350℃，运行速度为4-10m/min。 
本发明制备的聚四氟乙烯薄膜表面场发射扫描电镜照片如图6所示。本发明所制备的双向拉伸膜的厚度在100mm-300mm，纵横向强度分别为15MPa和13MPa，密度为0.7-0.9g/cm3。其纵横向孔径分别均匀，且强度较高，克服了在使用过程中受机械作用破损的缺点。其制备的膜材料特别适用于制作弹性四氟板，也可单独使用于空气过滤等行业，替补了超厚度PTFE双向膜的空白。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (6)

1.一种软性密封板用PTFE膜的制备方法，其特征在于所述的方法包括：
a．混料制胚：将溶剂油与聚四氟乙烯树脂粉料、分散剂混合均匀，其中，溶剂油的质量分数为20-30%，分散剂的质量分数为0.1-1%，其余为聚四氟乙烯树脂粉料，将混合物放置于烘箱中充分熟化，然后将混合料放入到预压成型设备的料腔臂（1）中，利用油缸（2）将混合料预压成柱状毛坯（3）；
b．挤出压延：将柱状毛坯（3）放入挤出设备，通过挤出设备的油缸（2）、挤出轴（4），在挤出设备的铜口模（5）、不锈钢口模（6）处挤出圆形条子（7），挤出的条子的直径大小为18-25mm，将圆形条子送入到上压延滚筒（8）与下压延滚筒（9）之间，压延成宽度为200-300mm、厚度为0.2-0.3mm的带子（10），挤出压缩比为50-120，在整个过程中，物料都需要在80-90℃的温水中进行保温；
c．复合压延：将3-5层的带子（10）带子再次送入到上压延滚筒（8）与下压延滚筒（9）之间进行层叠复合压延，得到复合压延后的带子（11）；
d．纵向拉伸：将复合压延后的带子（11）送入到拉伸烘箱的预热段（12）进行去油，经过预热的带子再送入到拉伸烘箱的的纵向拉伸段（13），由纵向拉伸段内的可调转速的滚筒（14）对带子进行纵向拉伸，形成聚四氟乙烯带子（15），可调转速的滚筒成S型排列，预热段、纵向拉伸段的底部都设有电热板（16）；
e．横向拉伸：将聚四氟乙烯带子（15）送入到横向拉伸机上，利用轨道布夹子（17）固定住聚四氟乙烯带子，通过放卷轴（18）、扩幅轴（19）将聚四氟乙烯带子送入到拉伸烘箱内，将带子拉伸成宽幅为1.8-2.2m的聚四氟乙烯薄膜（20）。
2.根据权利要求1所述的一种软性密封板用PTFE膜的制备方法，其特征在于所述的步骤a中烘料的温度为50-60℃，熟化的时间为12h以上 。
3.根据权利要求1所述的一种软性聚四氟乙烯密封板用PTFE膜的制备方法，其特征在于所述的步骤c中，带子复合压延后的厚度为层叠总厚度的60-80%。
4.根据权利要求1所述的一种软性密封板用PTFE膜的制备方法，其特征在于所述的步骤d中预热段（12）的温度为150-200℃，去油时间不低于1min，纵向拉伸段（13）的温度为250-300℃，拉伸倍数为8-15倍，拉伸速率为500%/sec。
5.根据权利要求1所述的一种软性密封板用PTFE膜的制备方法，其特征在于所述的步骤e中的横向拉伸分为预热、拉伸和定型，预热段温度为200-300℃，拉伸段温度为200-250℃，拉伸倍数为8-12倍，定型温度为310-350℃，运行速度为4-10m/min。
6.根据权利要求1所述的一种软性密封板用PTFE膜的制备方法，其特征在于所述的聚四氟乙烯薄膜（20）的厚度为0.1mm-0.3mm，纵横向强度分别为15MPa和13MPa，密度为0.7-0.9g/cm3。
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