CN103272497A - 一种多功能ptfe复合膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PTFE的制备方法，尤其是涉及一种多功能PTFE复合膜的制备方法。其主要是解决现有技术所存在的制备出来的聚四氟乙烯膜无法过滤较为微小的颗粒物质，抗水渗透能力和强度较差等的技术问题。本发明的步骤是混料制胚、基带成型、拉伸成膜，然后将制备好的PTFE双向拉伸微孔膜表面送到扩福滚筒处，喷涂装置向PTFE双向拉伸微孔膜表面涂覆氟树脂悬浮乳液，利用轨道布夹将PTFE双向拉伸微孔膜表面送入到红外或热风加热装置进行烘干和高温快速煅烧，使表面涂覆的氟树脂悬浮乳液熔融，最后经收卷滚筒收卷成膜，得到多功能PTFE复合膜成品。
Description
技术领域
本发明涉及一种PTFE的制备方法，尤其是涉及一种多功能PTFE复合膜的制备方法。
背景技术
PTFE双向拉伸膜以其优异的多孔性能，被广泛应用在过滤，透湿和保暖等方面，是一种高性能高技术的膜材料。中国专利公开了一种聚四氟乙烯膜的生产工艺（公开号：CN 102358046 A），其包括以下步骤：混料、制坯、挤出、压延、纵向拉伸、横向拉伸以及定型，压延步骤依次包括初压和精压，初压需对所述挤出步骤中形成的棒料压制2至5次形成初压坯膜，精压是对经过初压后的初压坯膜进行一次压延形成精压坯膜，且精压坯膜的厚度是初压坯膜的厚度的150％至300％；混料步骤中在加入润滑剂的同时就开始拌和，并且在拌和时采用二向转动拌和的方式；压延步骤中压延机的压延轴在工作过程中采用内循环加热油进行加温使其工作面的温度误差小于或等于2℃；压延步骤中所使用的压延辊的表面采用电脉冲全自动打毛；压延步骤中所使用的压延辊在使用前通过磨削精度小于或等于1um的托架外圆磨床进行磨加工，并且在加工时以轴承档为基准。但是这种方法制备出来的聚四氟乙烯膜无法过滤较为微小的颗粒物质，抗水渗透能力和强度较差。
发明内容
本发明是提供一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其主要是解决现有技术所存在的制备出来的聚四氟乙烯膜无法过滤较为微小的颗粒物质，抗水渗透能力和强度较差等的技术问题。
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：
本发明的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的方法包括：
a．混料制胚：将质量分数为20-30%的溶剂油与聚四氟乙烯树脂粉料混合均匀，放置于烘箱中熟化，预压成柱状毛坯；
b．基带成型：将柱状毛坯放入挤出机，通过挤出，压延和干燥制备成宽度为200-350mm，厚度为0.1-0.15mm的基带，挤出压缩比为50-120，挤出的条子的直径大小为12-18mm左右，并放在温水中进行保温；
c．拉伸成膜：先经过纵向拉伸制备成基膜，然后在横向拉伸机上拉伸成宽幅为1-3m的高强度且自粘性好的PTFE双向拉伸微孔膜，其纵向拉伸比为3-15倍，其横向拉伸比为8-10倍；
d．复合膜的制备：将制备好的PTFE双向拉伸微孔膜表面送到扩福滚筒处，喷涂装置向PTFE双向拉伸微孔膜表面涂覆氟树脂悬浮乳液，利用轨道布夹4将PTFE双向拉伸微孔膜表面送入到红外或热风加热装置进行烘干和高温快速煅烧，使表面涂覆的氟树脂悬浮乳液熔融，最后经收卷滚筒收卷成膜，得到多功能PTFE复合膜成品。该非对称膜与未涂覆的双向拉伸微孔膜相比，可以过滤更加微细的颗粒或粉尘物质，膜具有一定的挺度和机械强度，可大大提供其在过滤行业上的使用寿命。
本发明中，在复合膜的制备工序中，只对涂覆氟树脂的一面进行烧结，同时同时为防止ePTFE膜在受热过程中产生收缩，膜必须滚定在轨道布夹上，随布夹一起向前运动。
作为优选，所述的步骤d中PTFE双向拉伸微孔膜的两面都涂覆氟树脂悬浮乳液。
作为优选，所述的步骤d中PTFE双向拉伸微孔膜的其中一面涂覆一层氟树脂悬浮乳液，经烘干和高温快速煅烧使氟树脂悬浮乳液熔融后，再利用喷涂装置向PTFE双向拉伸微孔膜表面涂覆一层氟树脂悬浮乳液，再经烘干和高温快速使氟树脂悬浮乳液熔融。通过不同的复合方式，可使用在不同的功能领域，如可增加生物相容性，提高膜材的机械强度和过滤效率，或用来制备离子渗透膜等产品。
作为优选，所述的氟树脂悬浮溶液由可熔融的低分子量PTFE悬浮粉末和高分子量PTFE分散乳液组成，其氟树脂质量分数为40-60%。
作为优选，所述的氟树脂悬浮乳液为氟树脂和玻璃纤维，或氟树脂和陶瓷纤维等耐高温无机填充多孔纤维物质材料。
作为优选，所述的步骤a中烘箱的温度为40-60℃，熟化时间为11-13h。
作为优选，所述的步骤c中纵向拉伸的预热温度为150-170℃，拉伸温度为150-250℃；横向拉伸的预热温度为150-200℃，拉伸温度为150℃-200℃，定型温度为280-330℃。
作为优选，所述的步骤d中烘干的温度为190-210℃，高温烧结的温度为350-400℃。烧结时间为5-10秒。
作为优选，所述的聚四氟乙烯树脂粉料为中昊晨光公司生产的CGF-216G或大金F106或杜邦601A。
因此，本发明制备出来的多功能PTFE复合膜成品适合使用于各种空气水过滤行业，其过滤效率高，可过滤更加微小的颗粒物质，抗水渗透能力强等优点，弥补了目前ePTFE多孔膜孔径大，无法使用在超滤行业的空白。
附图说明
附图1是本发明喷淋、烘干、烧结设备的一种结构示意图；
附图2是图1的俯视结构示意图；
附图3是实施例1的多功能PTFE非对称膜的剖面结构示意图；
附图4是实施例2的多功能PTFE非对称膜的剖面结构示意图；
附图5是实施例3的多功能PTFE非对称膜的剖面结构示意图。
图中零部件、部位及编号：扩福滚筒1、喷涂装置2、PTFE双向拉伸微孔膜3、轨道布夹4、热风加热装置5、收卷滚筒6。
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1：本例的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其步骤为：
a．混料制胚：将质量分数为25%的溶剂油与聚四氟乙烯树脂粉料混合均匀，放置于50-60℃烘箱中熟化12h左右，预压成柱状毛坯；
b．基带成型：将柱状毛坯放入挤出机，通过挤出，压延和干燥制备成宽度为200mm，厚度为0.15mm的基带，挤出压缩比为50-80，挤出的条子的直径大小为14mm左右，并放在温水中进行保温；
c．拉伸成膜：先经过纵向拉伸制备成基膜，然后在横向拉伸机上拉伸成宽幅为1-3m的高强度且自粘性好的PTFE双向拉伸微孔膜3，其纵向拉伸比为3-15倍，预热温度为170℃，拉伸温度为200℃；其横向拉伸比为8-10倍，预热温度为170℃，拉伸温度为200℃，定型温度为320℃；
d．复合膜的制备：如图1、图2，将制备好的PTFE双向拉伸微孔膜3表面送到扩福滚筒1处，喷涂装置2向PTFE双向拉伸微孔膜的其中一面涂覆一层氟树脂悬浮乳液，利用轨道布夹4将PTFE双向拉伸微孔膜表面送入到红外或热风加热装置5进行烘干和高温快速煅烧，防止在对表面涂层煅烧的时候，使ePTFE膜基体产生热收缩变形。烘干的温度为200℃，高温烧结的温度为350-400℃。烧结时间为10秒，使表面涂覆的氟树脂悬浮乳液熔融，这样本发明的产品就包括膨体多孔结构的PTFE膜110和烧结微孔表面结构。膨体多孔PTFE膜的平均孔径为0.2-0.8μm，其厚度为10μm左右。烧结微孔表面膜120的平均孔径为0.01-0.4μm，该烧结表面层是通过高温烧结熔融涂覆在ePTFE基材表面的粒径大小在0.05-0.8μm的PTFE分散粉末交联形成的微孔结构，最后经收卷滚筒6收卷成膜，得到如图3所示的多功能PTFE复合膜成品。
实施例2：本例的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，步骤d中得到单层复合膜结构后，然后再次在反面涂覆一层氟树脂悬浮乳液，经过固定烧结处理，其固定烧结处理步骤与实施例1相同，其余步骤同实施例1，最后得如图4所示的多功能PTFE复合膜成品。
实施例3：本例的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，步骤d生产出来的产品包括膨体多孔结构的PTFE膜110和两层不同机构的烧结微孔层，其结构为ePTFE为基体材料110，在110上面烧结一层PTFE粉末微孔结构层120，再在120表面上涂覆一层氟树脂悬浮乳液130，该复合结构的膜材料也是一种非常高效的过滤用材料。
在本例中，其一层煅烧温度为330-400℃，煅烧时间10s，经过第一层煅烧处理后，再涂覆一层含有玻璃纤维和粒径大小在0.05-0.8μm的氟树脂悬浮乳液，再经过单面的烧结处理，其第二次烧结温度为350℃，其烧结时间为10s左右，其两次煅烧热源为热风或红外照射，在对以表面煅烧的同时，都需要在布夹固定的情况下进行快速热处理，最后得如图5所示的多功能PTFE复合膜成品。该方法制得的复合膜产品中，玻璃纤维很好的粘附在ePTFE膜表面，其孔径气体通过率高，避免了传统胶黏剂做粘结层导致的ePTFE表面微孔堵塞的权限，其工艺可行性高，制备的产品质量高。
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 (9)
1.一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的方法包括：
a．混料制胚：将质量分数为20-30%的溶剂油与聚四氟乙烯树脂粉料混合均匀，放置于烘箱中熟化，预压成柱状毛坯；
b．基带成型：将柱状毛坯放入挤出机，通过挤出，压延和干燥制备成宽度为200-350mm，厚度为0.1-0.15mm的基带，挤出压缩比为50-120，挤出的条子的直径大小为12-18mm左右，并放在温水中进行保温；
c．拉伸成膜：先经过纵向拉伸制备成基膜，然后在横向拉伸机上拉伸成宽幅为1-3m的高强度且自粘性好的PTFE双向拉伸微孔膜，其纵向拉伸比为3-15倍，其横向拉伸比为8-10倍；
d．复合膜的制备：将制备好的PTFE双向拉伸微孔膜表面送到扩福滚筒处，喷涂装置向PTFE双向拉伸微孔膜表面涂覆氟树脂悬浮乳液，利用轨道布夹将PTFE双向拉伸微孔膜表面送入到红外或热风加热装置进行烘干和高温快速煅烧，使表面涂覆的氟树脂悬浮乳液熔融，最后经收卷滚筒收卷成膜，得到多功能PTFE复合膜成品。
2.根据权利要求1所述的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的步骤d中PTFE双向拉伸微孔膜的两面都涂覆氟树脂悬浮乳液。
3.根据权利要求1所述的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的步骤d中PTFE双向拉伸微孔膜的其中一面涂覆一层氟树脂悬浮乳液，经烘干和高温快速煅烧使氟树脂悬浮乳液熔融后，再利用喷涂装置向PTFE双向拉伸微孔膜表面涂覆一层氟树脂悬浮乳液，再经烘干和高温快速使氟树脂悬浮乳液熔融。
4.根据权利要求1所述的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的氟树脂悬浮溶液由可熔融的低分子量PTFE悬浮粉末和高分子量PTFE分散乳液组成，其氟树脂质量分数为40-60%。
5.根据权利要求1所述的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的氟树脂悬浮乳液为氟树脂和玻璃纤维，或氟树脂和陶瓷纤维的物质材料。
6.根据权利要求1所述的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的步骤a中烘箱的温度为40-60℃，熟化时间为11-13h。
7.根据权利要求1所述的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的步骤c中纵向拉伸的预热温度为150-170℃，拉伸温度为150-250℃；横向拉伸的预热温度为150-200℃，拉伸温度为150℃-200℃，定型温度为280-330℃。
8.根据权利要求1所述的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的步骤d中烘干的温度为190-210℃，高温烧结的温度为350-400℃，烧结时间为5-10秒。
9.根据权利要求1所述的一种多功能PTFE复合膜的制备方法，其特征在于所述的聚四氟乙烯树脂粉料为中昊晨光公司生产的CGF-216G或大金F106或杜邦601A。
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