CN114134606A - 一种聚四氟乙烯膨体纱线及由其制得的纺织品的制备方法 - Google Patents

一种聚四氟乙烯膨体纱线及由其制得的纺织品的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚四氟乙烯膨体纱线及由其制得的纺织品的制备方法，属于聚四氟乙烯膨体纱线的制备以及应用的技术领域，包括以下步骤：S1、将聚四氟乙烯分散树脂与助剂混合，搅拌均匀，并恒温保存；S2、将S1中得到的物质放入模具中，经过模压形成圆柱体，再经过模压将圆柱体挤出成丝条；S3、经过恒温烘箱将S2中丝条内的助剂去除；S4、经过烧结烘箱将S3中的丝条半烧结；S5、经过牵伸烘箱对S4得到的丝条进行加热牵伸，最终得到聚四氟乙烯膨体纱线。本发明中生产出来聚四氟乙烯膨体纱线表面具有蜂窝状微孔结构，生产环节简单，效率高，克重轻；聚四氟乙烯膨体纱线的应用加工在机织布中，使得机织布具有布面膨体的效果，克重降低。

Description

一种聚四氟乙烯膨体纱线及由其制得的纺织品的制备方法
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯膨体纱线的制备以及应用的技术领域，具体的涉及一种聚四氟乙烯膨体纱线及由其制得的纺织品的制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯纤维具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。是当今世界上耐腐蚀性能最佳的材料之一。同时，聚四氟乙烯纤维具有强度高，低收缩，耐高温的特点，极低的摩擦系数和抵御紫外线抗老化性能高等特性，使得PTFE纤维不仅在机械、化学、医疗、纺织等领域被广泛应用，而且在尖端科技领域、国防工业都有广泛的用途。目前:随着近年来国家固废处理政策的连续出台和地方政府的大力支持,固废处理市场逐步打开。根据我国国情和技术成熟度，垃圾焚烧发电是当前解决我国垃圾问题最合适、最成熟、最可靠的方式。随着生活水平的不断提高，城镇化的高速推进，我国生活垃圾产生量逐年增加，生活垃圾的无害化处理率也在逐年提高。而聚四氟乙烯纤维制得的针刺毡滤袋是垃圾焚烧烟尘过滤的关键配件，年需求量逐年年递增。又由于聚四氟乙烯产品属于不可再生的聚合高分子产品。我们为了增大氟材料的使用效率，让单位重量的氟材料发挥最大的效率，让纤维膨化，在保证过滤效率的同时降低克重。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明涉及一种聚四氟乙烯膨体纱线及由其制得的纺织品的制备方法；生产出来聚四氟乙烯膨体纱线密度在0.3-0.7ɡ/cm³，表面具有蜂窝状微孔结构，生产环节简单，效率高，克重轻；有聚四氟乙烯膨体纱线应用加工在机织布中，使得机织布具有布面膨体的效果，克重降低，纱线之间的抱合力增强，有效的过滤粉尘；可实现稳定的连续工业化生产，缩短生产时间跟工序，降低成本。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：
一种聚四氟乙烯膨体纱线的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯分散树脂与助剂混合，搅拌均匀，并恒温保存；
S2、将S1中得到的物质放入模具中，经过模压形成圆柱体，再经过模压将圆柱体挤出成丝条；
S3、经过恒温烘箱将S2中丝条内的助剂去除；
S4、经过烧结烘箱将S3中的丝条半烧结，在半烧结过程进行一级拉伸，在拉伸过程中使热流气体冲入丝条的纤维结构中，起到瞬间膨体的效果；
S5、经过牵伸烘箱对S4得到的丝条进行加热牵伸，最终得到聚四氟乙烯膨体纱线。
作为优选的，所述S1中恒温保存的时间为8-12小时。
作为优选的，所述S4中半烧结的导热介质为空气，且半烧结的温度在260℃-327℃之间。
作为优选的，所述S4中拉伸的倍数在2-4倍。
作为优选的，所述S5中牵伸烘箱内的导热介质为辊筒接触式传热。
一种聚四氟乙烯膨体纱线，通过上述的制备方法制得。
进一步地，所述聚四氟乙烯膨体纱线的细度在450D-1600D之间，密度在0.3-0.7ɡ/cm³之间，线径在0.3-0.6mm之间。
一种由聚四氟乙烯膨体纱线制得的纺织品的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将聚四氟乙烯膨体纱跟聚四氟乙烯500D高强长丝按照1:1～10:1的比例混合在一起作为纬纱，再将聚四氟乙烯膨体纱跟聚四氟乙烯500D高强长丝按照1:1～10:1的比例混合在一起作为经纱并进行整经；
步骤二、纬纱和经纱整经后到剑杆织机上进行平纹或者斜纹纺织，最终制成聚四氟乙烯膨体机织布；
步骤三、聚四氟乙烯膨体机织布经过高温定型烘箱做热定型处理，定型温度在200℃-350℃。
进一步地，所述整经速度为100-300米/分钟。
进一步地，所述经纱密度在30—50根/英寸之间，所述纬纱密度在40-50根/英寸之间，所述织机转速为200-500转/分钟。
进一步地，所述高温定型烘箱有效加热区域长度10-20米；定型速度在2-12米/分钟。
3.有益效果
1.本发明中由聚四氟乙烯分散树脂与助剂混合，并依次经过恒温保存、挤压成丝条、去除助剂、半烧结、一级拉伸及二级牵伸等步骤制成聚四氟乙烯膨体纱线，其中一级拉伸在一定高温环境下进行，且在拉伸的过程中使热流气体冲入丝条的纤维结构中，以此起到瞬间膨体的效果，从而赋予纱线微孔结构，使纱线具有蜂窝状的效果，该种纱线与常规聚四氟乙烯纱线相比不仅大大降低了密度，还有效的增大了比表面积。
2.本发明中经过二级牵伸后就能够得到膨体纱线成品，不需要进行加捻，从而使该聚四氟乙烯膨体纱线的制作流程相对简单，有利于成聚四氟乙烯膨体纱线的制备。
3.本发明中丝条的二级牵伸是在牵伸烘箱中进行的，而烘箱内的导热介质为辊筒接触式传热，目的是让表面的纤维化毛羽的羽刺钝化，从而起到耐磨效果。
4.本发明中的聚四氟乙烯膨体纱线与常规同样线密度的膨体聚四氟乙烯纱线相比，膨体效果是常规的6-8倍，且由膨体聚四氟乙烯纱线制得的机织布纺织品的单位克重是常规针刺毡的1/3，这大大降低生产成本及原材料消耗。
5.本发明中的聚四氟乙烯膨体机织布是常规的加工工艺，这降低制品的生产难度，使聚四氟乙烯膨体纱线可以规模化生产；且该聚四氟乙烯膨体纱线生产所需设备的投入与常规加工聚四氟乙烯针刺毡的设备相比大幅降低，节省纱线制作的成本，另外由于机织布的纤维抱合力远高于针刺毡，使得同等克重时，经纬向抗拉强力成倍提高。延长了聚四氟乙烯膨体纱线的使用寿命。
6.本发明中由聚四氟乙烯膨体纱线制成机织布的制作工序相对针刺毡生产工序减少，针刺毡需要将纱线制成基布，再经过纤维铺网、针刺、定型，而聚四氟乙烯膨体的机织布只需要经过织布即可得到成品，这样不仅缩短了生产时间跟工序，还可有效的降低成本。
7.本发明中的机织布尺寸稳定和原料利用率相比针刺毡要高，且机织布布边整齐，可以根据需要制成固定的幅宽，不需要后道分切工序，因此可以全幅利用，而针刺毡边部存在毛边，使用时需要先切除，这将增加分切工序，并造成原料的浪费。
综上所述可得，本发明中生产出来聚四氟乙烯膨体纱线密度在0.3-0.7ɡ/cm³，表面具有蜂窝状微孔结构，生产环节简单，效率高，克重轻；有聚四氟乙烯膨体纱线应用加工在机织布中，使得机织布具有布面膨体的效果，克重降低，纱线之间的抱合力增强，有效的过滤粉尘；可实现稳定的连续工业化生产，缩短生产时间跟工序，降低成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种聚四氟乙烯膨体纱线的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯分散树脂与助剂混合，搅拌均匀，并恒温保存8小时；
S2、将S1中得到的物质放入模具中，经过模压形成圆柱体，再经过模压将圆柱体挤出成丝条；
S3、经过恒温烘箱将S2中丝条内的助剂去除；
S4、经过烧结烘箱将S3中的丝条半烧结，半烧结的导热介质为空气，且半烧结的温度在300℃，在半烧结过程进行一级拉伸，且拉伸的倍数在2倍，在拉伸的过程中使热流气体冲入丝条的纤维结构中，起到瞬间膨体的效果；
S5、经过牵伸烘箱对S4得到的丝条进行加热牵伸，最终得到聚四氟乙烯膨体纱线，牵伸烘箱内的导热介质为辊筒接触式传热，该种传热方式的目的是让丝条表面的纤维化毛羽的羽刺钝化，从而起到耐磨效果。
实施例2
一种聚四氟乙烯膨体纱线的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯分散树脂与助剂混合，搅拌均匀，并恒温保存12小时；
S2、将S1中得到的物质放入模具中，经过模压形成圆柱体，再经过模压将圆柱体挤出成丝条；
S3、经过恒温烘箱将S2中丝条内的助剂去除；
S4、经过烧结烘箱将S3中的丝条半烧结，半烧结的导热介质为空气，且半烧结的温度在260℃℃之间，在半烧结过程进行一级拉伸，且拉伸的倍数在3倍，在拉伸的过程中使热流气体冲入丝条的纤维结构中，起到瞬间膨体的效果；
S5、经过牵伸烘箱对S4得到的丝条进行加热牵伸，最终得到聚四氟乙烯膨体纱线，牵伸烘箱内的导热介质为辊筒接触式传热，该种传热方式的目的是让丝条表面的纤维化毛羽的羽刺钝化，从而起到耐磨效果。
实施例3
一种聚四氟乙烯膨体纱线的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯分散树脂与助剂混合，搅拌均匀，并恒温保存10小时；
S2、将S1中得到的物质放入模具中，经过模压形成圆柱体，再经过模压将圆柱体挤出成丝条；
S3、经过恒温烘箱将S2中丝条内的助剂去除；
S4、经过烧结烘箱将S3中的丝条半烧结，半烧结的导热介质为空气，且半烧结的温度在327℃之间，在半烧结过程进行一级拉伸，且拉伸的倍数在4倍，在拉伸的过程中使热流气体冲入丝条的纤维结构中，起到瞬间膨体的效果；
S5、经过牵伸烘箱对S4得到的丝条进行加热牵伸，最终得到聚四氟乙烯膨体纱线，牵伸烘箱内的导热介质为辊筒接触式传热，该种传热方式的目的是让丝条表面的纤维化毛羽的羽刺钝化，从而起到耐磨效果。
上述三个实施例中最终得到的聚四氟乙烯膨体纱线的细度在450D-1600D之间，密度在0.3-0.7ɡ/cm³之间，线径在0.3-0.6mm之间。
实施例4
一种由上述聚四氟乙烯膨体纱线制得的纺织品的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将一根聚四氟乙烯膨体纱跟一根聚四氟乙烯500D高强长丝按照1:1的比例混合在一起作为纬纱，再将一根聚四氟乙烯膨体纱跟一根聚四氟乙烯500D高强长丝按照1:1的比例混合在一起作为经纱并进行整经，所述经纱密度为30根/英寸，通过使用分条整经工艺，制成需要幅宽的织轴，所述整经速度为100米/分，所述经纱密度为30根/英寸；
步骤二、纬纱和经纱整经后到剑杆织机上进行平纹纺织，最终制成聚四氟乙烯膨体机织布，所述织机转速200转/分。
步骤三、聚四氟乙烯膨体机织布经过高温定型烘箱做热定型处理，所述高温定型烘箱有效加热区域长度10米；定型温度在350℃，定型速度在12米/分钟。
实施例5
一种由上述聚四氟乙烯膨体纱线制得的纺织品的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将聚四氟乙烯膨体纱聚四氟乙烯500D高强长丝按照6:1的比例混合在一起作为纬纱，再将聚四氟乙烯膨体纱跟聚四氟乙烯500D高强长丝按照6:1的比例混合在一起作为经纱并进行整经，所述经纱密度为40根/英寸，通过使用分条整经工艺，制成需要幅宽的织轴，所述整经速度300米/分，所述经纱密度为40根/英寸；
步骤二、纬纱和经纱整经后到剑杆织机上进行斜纹纺织，最终制成聚四氟乙烯膨体机织布，所述织机转速400转/分。
步骤三、聚四氟乙烯膨体机织布经过高温定型烘箱做热定型处理，所述高温定型烘箱有效加热区域长度20米；定型温度在200℃，定型速度在2米/分钟。
实施例6
一种由上述聚四氟乙烯膨体纱线制得的纺织品的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将聚四氟乙烯膨体纱跟聚四氟乙烯500D高强长丝按照10:1的比例混合在一起作为纬纱，再将一根聚四氟乙烯膨体纱跟一根聚四氟乙烯500D高强长丝按照10:1的比例混合在一起作为经纱并进行整经，所述经纱密度为50根/英寸，通过使用分条整经工艺，制成需要幅宽的织轴，所述整经速度200米/分，所述经纱密度为50根/英寸；
步骤二、纬纱和经纱整经后到剑杆织机上进行平纹纺织，最终制成聚四氟乙烯膨体机织布，所述织机转速500转/分。
步骤三、聚四氟乙烯膨体机织布经过高温定型烘箱做热定型处理，所述高温定型烘箱有效加热区域长度15米；定型温度在300℃，定型速度在8米/分钟。
实施例4-6制成的聚四氟乙烯膨体机织布的克重在450-550克，相比750-800克的聚四氟乙烯针刺毡，克重降低了30%-40%。径向强力达到2000N以上，纬向强力在1350N以上，相比聚四氟乙烯针刺毡的经纬强力≧800N，强力提高了30%-50%。径向伸长率为8%-15%，纬向伸长率为6%-10%。热缩率≤3%。透气量为160L-200L/d㎡@200Mpa。布面厚度为0.3mm-0.6mm。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种聚四氟乙烯膨体纱线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将聚四氟乙烯分散树脂与助剂混合，搅拌均匀，并恒温保存；
S2、将S1中得到的物质放入模具中，经过模压形成圆柱体，再经过模压将圆柱体挤出成丝条；
S3、经过恒温烘箱将S2中丝条内的助剂去除；
S4、经过烧结烘箱将S3中的丝条半烧结，在半烧结过程进行一级拉伸，在拉伸过程中使热流气体冲入丝条的纤维结构中，起到瞬间膨体的效果；
S5、经过牵伸烘箱对S4得到的丝条进行加热牵伸，最终得到聚四氟乙烯膨体纱线。
2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯膨体纱线的制备方法，其特征在于，所述S1中恒温保存的时间为8-12小时。
3.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯膨体纱线的制备方法，其特征在于，所述S4中半烧结的导热介质为空气，且半烧结的温度在260℃-327℃之间。
4.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯膨体纱线的制备方法，其特征在于，所述S4中拉伸的倍数在2-4倍。
5.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯膨体纱线的制备方法，其特征在于，所述S5中牵伸烘箱内的导热介质为辊筒接触式传热。
6.一种聚四氟乙烯膨体纱线，其特征在于，通过权利要求1-5任意一项所述的制备方法制得。
7.根据权利要求6所述的一种聚四氟乙烯膨体纱线，其特征在于，所述聚四氟乙烯膨体纱线的细度在450D-1600D之间，密度在0.3-0.7ɡ/cm³之间，线径在0.3-0.6mm之间。
8.一种由权利要求7所述的聚四氟乙烯膨体纱线制得的纺织品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将聚四氟乙烯膨体纱跟聚四氟乙烯500D高强长丝按照1:1～10:1的比例混合在一起作为纬纱，再将聚四氟乙烯膨体纱跟聚四氟乙烯500D高强长丝按照1:1～10:1的比例混合在一起作为经纱并进行整经；
步骤二、纬纱和经纱整经后到剑杆织机上进行平纹或者斜纹纺织，最终制成聚四氟乙烯膨体机织布；
步骤三、聚四氟乙烯膨体机织布经过10-20米的高温定型烘箱做热定型处理，定型温度在200℃-350℃。
9.根据权利要求8所述的一种由聚四氟乙烯膨体纱线制得的纺织品的制备方法，其特征在于，所述整经速为度100-300米/分。
10.根据权利要求8所述的一种由聚四氟乙烯膨体纱线制得的纺织品的制备方法，其特征在于，所述经纱密度在30—50根/英寸之间，所述纬纱密度在40-50根/英寸之间，所述织机转速为200-500转/分。
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