CN104001433A - 一种亲水聚四氟乙烯微孔膜的生产工艺 - Google Patents

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黄海洋
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Abstract

本发明公开了一种亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，包括：步骤混料、恒温预烘、预制成柱、挤压成型、压延、纵拉脱脂和拉伸固化在混料时还需加入纳米级亲水材料，所述聚四氟乙烯树脂∶溶剂∶纳米级亲水材料按质量比1000∶385∶50放入离心搅拌机中进行搅拌混合；所述纳米级亲水材料由纳米级氢氧化锡∶质量浓度为95%的乙醇∶KH550硅烷偶联剂∶蒸馏水∶十二烷基苯磺酸钠按质量百分比20∶20∶2∶100∶1000混合而成，所述溶剂为H型异构烷烃溶剂。采用了本发明的亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，通过在混料时加入纳米级亲水材料，使生产出的聚四氟乙烯微孔薄膜具有一定的亲水性，可以使用在污水处理场合。

Description

一种亲水聚四氟乙烯微孔膜的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，特别是通过加入亲水性材料的技术手段，来生产具有亲水性的聚四氟乙烯微孔薄膜的生产工艺。
背景技术
聚四氟乙烯微孔薄膜，因其具有防水透湿、耐腐蚀，环保无毒等优点而广泛应用在特种服装行业、环保行业，医药、生物工程、军工等重要领域中。由于聚四氟乙烯微孔薄膜是由无数聚四氟乙烯纤维组成，纤维与纤维之间有微孔，水蒸气能够透过，又由于纤维表面张力极低，聚四氟乙烯薄膜具有拒水作用，水滴不能通过，因此，聚四氟乙烯具有防水透湿的功效。常规工艺生产的聚四氟乙烯微孔薄膜具有拒水作用，生产的是疏水薄膜。随着城市规模迅速膨胀，淡水资源严重缺乏、工业废水处理率低，城市的生态环境恶化成为制约城市发展的主要问题。对生活、工业废水的处理越来越重视，亲水性聚四氟乙烯膜将会在水处理方面的需求越来越大。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明旨在提供一种通过将亲水性材料添加到聚四氟乙烯树脂中，形成聚四氟乙烯亲水性混料，来生产亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜的生产工艺。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，包括：
步骤a. 混料：把聚四氟乙烯树脂：溶剂按质量比1000∶385 在20±2℃温度下放入离心搅拌机中进行搅拌混合，离心搅拌机转速为8-10转/分钟，搅拌时间20±1分钟后制成聚四氟乙烯混料；
步骤b. 恒温预烘：将搅拌均匀的彩色混合料按4.5公斤/只的量倒入不锈钢的容器中，放入65℃恒温箱中静置48小时；
步骤c. 预制成柱：将预烘后的混合料倒入内腔直径为10厘米的圆柱压坯桶进行预压，预压压力为7MPa，使混合料形成直径10厘米的圆柱棒料；
步骤d. 挤压成型：将圆柱棒料置入挤出机进行挤压，挤出温度为40±2℃，挤压形成直径为30毫米的小圆柱型棒料，然后将棒料放置入恒温水箱中作恒温处理；
步骤e. 压延：将小圆柱棒料放入模具压延辊中，压成厚度0.16毫米，宽度220毫米以上的片状模片；
步骤f. 纵拉脱脂：将片状模片在脱脂机进行脱脂，制成聚四氟乙烯基带；
步骤g. 拉伸固化：将脱脂后的聚四氟乙烯基带进入扩幅机，经过横向拉伸的同时在高温固化烘箱中进行固化烧结，制成聚四氟乙烯微孔膜；
所述步骤a. 混料时还需加入纳米级亲水材料，所述聚四氟乙烯树脂∶溶剂∶纳米级亲水材料按质量比1000∶385∶50放入离心搅拌机中进行搅拌混合；所述纳米级亲水材料的制备方法为：将纳米级氢氧化锡∶质量浓度为95%的乙醇∶KH550硅烷偶联剂∶蒸馏水∶十二烷基苯磺酸钠按质量百分比20∶20∶2∶100∶1000置于密闭容器中，使用超声仪分散30分钟后，把亲水混合溶液进行抽滤，形成初级亲水材料、然后把初级亲水材料用无水乙醇继续抽滤48小时，经真空干燥后得到纳米级亲水材料，所述溶剂为H型异构烷烃溶剂。
亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，在进行超声仪分散与亲水混合溶液进行抽滤之间，还需把氮气通入密闭容器中，加热搅拌45-60分钟，加热温度为80-100℃。
采用了本发明的亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，通过在混料时加入纳米级亲水材料，使生产出的聚四氟乙烯微孔薄膜具有一定的亲水性，可以使用在污水处理场合。
具体实施方式
本发明公开了一种亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，包括：
步骤a. 混料：把聚四氟乙烯树脂∶溶剂按质量比1000∶385 在20±2℃温度下放入离心搅拌机中进行搅拌混合，离心搅拌机转速为8-10转/分钟，搅拌时间20±1分钟后制成聚四氟乙烯混料；
步骤b. 恒温预烘：将搅拌均匀的彩色混合料按4.5公斤/只的量倒入不锈钢的容器中，放入65℃恒温箱中静置48小时；
步骤c. 预制成柱：将预烘后的混合料倒入内腔直径为10厘米的圆柱压坯桶进行预压，预压压力为7MPa，使混合料形成直径10厘米的圆柱棒料；
步骤d. 挤压成型：将圆柱棒料置入挤出机进行挤压，挤出温度为40±2℃，挤压形成直径为30毫米的小圆柱型棒料，然后将棒料放置入恒温水箱中作恒温处理；
步骤e. 压延：将小圆柱棒料放入模具压延辊中，压成厚度0.16毫米，宽度220毫米以上的片状模片；
步骤f. 纵拉脱脂：将片状模片在脱脂机进行脱脂，制成聚四氟乙烯基带；
步骤g. 拉伸固化：将脱脂后的聚四氟乙烯基带进入扩幅机，经过横向拉伸的同时在高温固化烘箱中进行固化烧结，制成聚四氟乙烯微孔膜；
综上所述，与传统的聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺基本一致。
本发明的创新点主要在于所述步骤a. 混料时还需加入纳米级亲水材料，所述聚四氟乙烯树脂∶溶剂∶纳米级亲水材料按质量比1000∶385∶50放入离心搅拌机中进行搅拌混合；所述溶剂为H型异构烷烃溶剂，通过在混料阶段把纳米级亲水材料渗入，使最终生产出的聚四氟乙烯微孔薄膜具有亲水性；
通常所述纳米级亲水材料的制备方法为：将纳米级氢氧化锡∶质量浓度为95%的乙醇∶KH550硅烷偶联剂∶蒸馏水∶十二烷基苯磺酸钠按质量百分比20∶20∶2∶100∶1000置于密闭容器中，使用超声仪分散30分钟后，把亲水混合溶液进行抽滤，形成初级亲水材料、然后把初级亲水材料用无水乙醇继续抽滤48小时，经真空干燥后得到纳米级亲水材料，所述溶剂为H型异构烷烃溶剂。
制备时，通过KH550硅烷偶联剂把十二烷基苯磺酸钠与纳米级氢氧化锡结合起来，形成纳米级亲水材料；生成的纳米级亲水材料，由于颗粒小，在薄膜的生产工艺中，不会对薄膜的微孔产生影响；本工艺以纳米级氢氧化锡为载体，基于配位键合理论，氢氧化锡中的锡原子作为中心原子，即可接受电子，又能提供空轨道，与聚四氟乙烯微孔薄膜中的氟原子形成稳定吸附，再在表面偶联亲水性化合物十二烷基苯磺酸钠，通过偶联剂与锡形成稳定的配位键，并与聚四氟乙烯微孔薄膜微孔形成机械嵌合作用，从而使聚四氟乙烯微孔薄膜与亲水性化合物十二烷基苯磺酸钠稳定结合。
为防止抽滤时亲水混合溶液被氧化，本发明的亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，在进行超声仪分散与亲水混合溶液进行抽滤之间，还需把氮气通入密闭容器中，加热搅拌45-60分钟，加热温度为80-100℃。

Claims (2)

1.一种亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，包括：
步骤a. 混料：把聚四氟乙烯树脂∶溶剂按质量比1000∶385 在20±2℃温度下放入离心搅拌机中进行搅拌混合，离心搅拌机转速为8-10转/分钟，搅拌时间20±1分钟后制成聚四氟乙烯混料；
步骤b. 恒温预烘：将搅拌均匀的彩色混合料按4.5公斤/只的量倒入不锈钢的容器中，放入65℃恒温箱中静置48小时；
步骤c. 预制成柱：将预烘后的混合料倒入内腔直径为10厘米的圆柱压坯桶进行预压，预压压力为7MPa，使混合料形成直径10厘米的圆柱棒料；
步骤d. 挤压成型：将圆柱棒料置入挤出机进行挤压，挤出温度为40±2℃，挤压形成直径为30毫米的小圆柱型棒料，然后将棒料放置入恒温水箱中作恒温处理；
步骤e. 压延：将小圆柱棒料放入模具压延辊中，压成厚度0.16毫米，宽度220毫米以上的片状模片；
步骤f. 纵拉脱脂：将片状模片在脱脂机进行脱脂，制成聚四氟乙烯基带；
步骤g. 拉伸固化：将脱脂后的聚四氟乙烯基带进入扩幅机，经过横向拉伸的同时在高温固化烘箱中进行固化烧结，制成聚四氟乙烯微孔膜；
其特征在于所述步骤a. 混料时还需加入纳米级亲水材料，所述聚四氟乙烯树脂∶溶剂∶纳米级亲水材料按质量比1000∶385∶50放入离心搅拌机中进行搅拌混合；所述纳米级亲水材料的制备方法为：将纳米级氢氧化锡∶质量浓度为95%的乙醇∶KH550硅烷偶联剂∶蒸馏水∶十二烷基苯磺酸钠按质量百分比20∶20∶2∶100∶1000置于密闭容器中，使用超声仪分散30分钟后，把亲水混合溶液进行抽滤，形成初级亲水材料、然后把初级亲水材料用无水乙醇继续抽滤48小时，经真空干燥后得到纳米级亲水材料，所述溶剂为H型异构烷烃溶剂。
2.根据权利要求1所述的亲水性聚四氟乙烯微孔薄膜生产工艺，其特征在于在进行超声仪分散与亲水混合溶液进行抽滤之间，还需把氮气通入密闭容器中，加热搅拌45-60分钟，加热温度为80-100℃。
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