CN103213270A - 一种聚四氟乙烯分散树脂(ptfe)自动化生产方法 - Google Patents

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段连群
赵咏梅
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董红霞
戴靖
马力
强萱
齐立红
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Abstract

本发明涉及氟塑料制造技术，一种聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法。聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法包括聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)的原料混合，预成型，挤出成型，挤出物的速度，位置追踪，反馈信号对挤出机控制，烧结成型，淬火处理，收卷部位的位置测量及反馈控制，成型收卷。通过引入一套自动控制系统改进聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)生产技术，从而提供了一种连续、均匀、稳定的生产聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)制品的方法。

Description

一种聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法
技术领域
本发明涉及氟塑料制造生产技术，一种聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)具有所有塑料中最佳的电绝缘性、化学稳定性、耐腐蚀性，是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一。然而，聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)却具有极窄的相变范围以及疏松弹性特点，从而使其难以像普通热塑性塑料那样进行挤出或注塑成型。用乳液聚合制成的细粉(PTFE分散树脂)，在其中加入适当的有机溶剂而制成糊状混合物进行挤出，是PTFE分散树脂的常用生产方法。但这种生产方法由于PTFE的特殊性不能进行连续生产，生产过程中需要依靠手动控制生产线各个部分的运行状态，并且对操作人员的工作经验有一定要求，生产过程中人工操作量大，产品稳定性受操作影响明显。在以往的同类产品生产中，操作人员的经验和熟练度决定了成品的质量水平。在糊膏挤出法生产PTFE产品中保证产品的稳定性是至关重要的，为了满足市场需要生产连续、均匀、稳定的聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)制品，必须通过引入自动化生产来改变现有的生产技术。在进行PTFE挤出制品的生产中，通过对生产线的自动化改造，引入在线测量和定位技术，对生产线各部分运行参数进行自动调节，能有效的减轻劳动量并提高生产质量，尤其是在产品长度较高，尺寸要求严格的产品生产过程中，自动化控制的优势明显。为此，本发明在聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)法生产中引入了自动控制系统，从而提供了一种连续、均匀、稳定的生产聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)制品的方法。
发明内容
本发明的目的是，通过引入一套自动控制系统改进PTFE分散树脂生产技术，有效减少劳动量，生产质量稳定，性能均一的聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)挤出制品，满足了市场的严格要求。
本发明一种聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法，包括原料混合，预成型，挤出成型，挤出物的速度，位置追踪，反馈信号对挤出机控制，烧结成型，收卷部位烧结后产品的位置测量及反馈控制，成型收卷。其中，挤出机头部挤出物的速度、位置追踪方法，信号采集和反馈方法中，本发明引入了光栅测量速度及位置。考虑可使用的聚四氟乙烯(PTFE)有多种牌号，不同牌号的聚四氟乙烯(PTFE)具有不同的分子量分布及特性，本发明通过筛选，选择使用分子量在100万-500万、粒径在0.1-0.5微米的分散树脂，并配以合适的助剂组分，构成2元混合组分，并针对不同的用途，确定不同的工艺配方与相应的工艺条件。一种聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法：
1.原料混合：将聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)+溶剂(美孚ISOPAR G)按10％～20％的比例在低温下充分、均匀混合，混合时搅拌器转速低于30转/分，混合5～20分钟；
2.混合后的原料常温放置16～24h，温度在20℃到50℃之间。
3.混合后的原料进入模具进行预压，预压油缸压力为5MPa，预压温度50℃，形成外观良好的柱形模坯；
4.模坯进入推压机进行推压，料缸温度为20～40℃，推压形成长度一定的制品；
5.在挤出管材出模具口后，由光栅测量运动位置及速度，并将反馈信号传递回挤出机，由自动控制系统根据测量结果对推挤进行控制。
6.推挤成型的管材进入烧结炉进行高温烧结，烧结温度在300-400℃，时间为30-40秒；
7.烧结后的管材进行淬火处理；
8.进收卷机前由光栅测量运动速度，反馈信号并调节收卷速度。
9.成型后的管材在大盘径收卷机上进行收卷。
与传统工艺比较，本发明混合原料配方使用的溶剂为美孚(ISOPAR G)溶剂汽油，不同于传统溶剂汽油，这样既改进了聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)与溶剂和混合程度，又提高了产品的稳定性。混合原料配方中的溶剂组分也随聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)的种类而变化。其次，从上述生产工艺可知，一种聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法，为保证获得直径稳定并具有一定长度的制品，本发明在聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)制品的生产过程中，改进了生产线的控制方法，在推挤速度和传送速度之间找到最佳平衡点，由自动控制系统控制，从而制造出连续稳定并且有一定长度的性能的产品。本发明中使用的自动控制系统已广泛用于各种工业过程中，但将此系统用于聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)产品制造，关键是要对合适的环节进行监测。自动控制系统的采样周期在5秒到1秒之间自由选择，在挤出物速度或位置超出规定范围后由控制系统对挤出速度进行调节。本发明将自动控制系统成功的引入四氟乙烯分散树脂(PTFE)管材的生产，获得了优良的效果。
对控制系统的方程式：
X＝Ax+Bu，Y＝CX
X = X 1 X 2 • • X n
Figure BSA00000873790500022
B = 0 0 • • 1
X：状态变量；A：状态矩阵；B：输入矩阵；U：输入变量
Y：输出变量；C：输出矩阵
C＝{1 0 0····0}
在此，假设X为制品推压过程中的速度变量，当某一个Xi变化时，其它变量也会随之调整，最后系统反馈回一个整体的统一速度。
本法明的优点是，发明一种聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法并完善了其工艺技术。提供了二元混料配方以及将自动控制系统运用半自动化聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)生产方法，不但获得了具有良好耐温耐压性能的挤出材料，而且已经制成长度长且均匀性良好的管材。生产的聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)制品尺寸误差小于1％，是一种聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法。
具体实施方式
鉴于可使用的聚四氟乙烯(PTFE)有多种牌号，不同牌号的聚四氟乙烯(PTFE)具有不同的分子量分布及特性，本发明通过筛选，选择使用分子量在100万-500万、粒径在0.1-0.5微米的分散树脂，并配以合适的助剂组分，构成2员混合组分，并针对不同的用途，确定不同的工艺配方与相应的工艺条件。主要工艺包括：1.原料混合，2.陈化浸润，3.预压成型，4.推挤成型，5.挤出物位置测量及反馈调节，6.高温烧结，7.淬火处理，8.烧结成型后速度测量及收卷调节，9.成品收卷。下面按工艺实施制造聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)制品。
1.原料混合：将聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)+溶剂(美孚ISOPAR G)按15％～20％的比例在低温下充分、均匀混合，混合时搅拌器转速低于30转/分，混合5～20分钟；
2.混合后的原料常温放置16～24h，温度在20℃到50℃之间。
3.混合后的原料进入模具进行预压，预压油缸压力为5MPa，预压温度50℃，形成外观良好的柱形模坯；
4.模坯进入推压机进行推压，料缸温度为20～40℃，推压形成长度一定的制品；
5.在挤出管材出模具口后，由光栅测量运动位置及速度，并将反馈信号传递回挤出机，由自动控制系统根据测量结果对推挤进行控制。
6.推挤成型的管材进入烧结炉进行高温烧结，烧结温度在300-400℃，时间为30-40秒；
7.烧结后的管材进行淬火处理；
8.进收卷机前由光栅测量运动速度，反馈信号并调节收卷速度。
9.成型后的管材在大盘径收卷机上进行收卷。
在上述实施制造中，一种聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)自动化生产方法采用自动化生产方法。为了获得质量稳定的管材，本实施例配置连续在线快速测定PTFE推压速度，并在成型的多个阶段的速度之间找到最佳平衡点，由计算机控制，给操作人员带来了极大的方便，并确保了生产的稳定性。

Claims (4)

1.一种半自动化聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)生产方法，包括原料混合，预成型，挤出成型，挤出物的速度，位置追踪，反馈信号对挤出机控制，烧结成型，收卷部位烧结后产品的位置测量及反馈控制，成型收卷等工艺，其特征在于聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)成型产品的制备方法：
a.原料混合：将聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)+溶剂(美孚ISOPAR G)按10％～20％的比例在低温下充分、均匀混合，混合时搅拌器转速低于30转/分，混合5～20分钟；
b.混合后的原料常温放置16～24h，温度在20℃到50℃之间。
c.混合后的原料进入模具进行预压，预压油缸压力为5MPa，预压温度50℃，形成外观良好的柱形模坯；
d.模坯进入推压机进行推压，料缸温度为20～40℃，推压形成长度一定的制品；
e.在挤出管材出模具口后，由光栅测量运动位置及速度，并将反馈信号传递回挤出机，由自动控制系统根据测量结果对推挤进行控制。
f.推挤成型的管材进入烧结炉进行高温烧结，烧结温度在300-400℃，时间为30-40秒；
g.烧结后的管材进行淬火处理；
h.进收卷机前由光栅测量运动速度，反馈信号并调节收卷速度。
i.成型后的管材在大盘径收卷机上进行收卷。
2.根据权利要求1所述的一种半自动化聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)糊膏挤出生产方法，其特征在于采用的溶剂为美孚(ISOPAR G)溶剂油，占混合配料10％-20％重量百分比，组分配比随树脂种类变化。
3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)制品，其特征在于推挤过程中的自动化控制。
4.根据权利要求1或3所述的聚四氟乙烯分散树脂(PTFE)制品制备方法，其特征在于联动式控制系统，推挤过程中对各部分进行监测+反馈控制。
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