CN105169966A - 一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，包括工艺步骤：（1）原料准备；（2）毛坯制作；（3）烧结成型；（4）车削或旋切；（5）浸泡微孔；本发明的优点是：制备方法简单、空隙大小均匀且孔隙率容易控制，有利于实现规模化生产；该膜的微孔呈均匀的立体状、透气率高、厚度均匀，它不依附于其它基材而独立成型使用，可充分具有聚四氟乙烯应有的性能，使用寿命长，该膜具有表面光滑、不粘性，耐磨、抗冲击，耐高温、耐老化，耐腐蚀、不吸水，易清灰和优越的化学稳定性，使用寿命长，可广泛应用于机械等各种过滤领域。
Description
技术领域
本发明涉及功能塑料薄膜，尤其是涉及一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法。
背景技术
随着社会和工业的不断发展，日常生活所赖以生存的行业如石油化工、机械制造、电子器件、纺织印染、食品、医药及火力发电、海洋运输等领域都不可避免地会产生大量的含油、含毒废水及粉尘气体。将未经过处理的含油、含毒废水及粉尘气体直接排放，不仅浪费资源，而且对环境造成严重影响，导致严重地影响到了整个世界人民的生活。现如今，随着科学的不断发展，这些问题的处理技术也不断发展。
保护环境、爱护家园是我们当今社会共同倡导的主题。如何防治大气污染、洁净空气、保护海洋环境等是人类不断研究的课题。资源与环境处理技术中关键组件为膜材滤料，膜技术是在社会需求下迅速发展的高新技术，聚四氟乙烯微孔膜以其特有的技术参数和过滤机理，已广泛用于环保、生物工程和医药等领域的许多过程中，成为过程组件部分或单元工程。随着医药、生物工程的深入进展，环保行业的要求不断提高，膜技术也必将不断开发研究，以使得聚四氟乙烯滤膜为各行业提供更先进、更有效的手段，为各行业的进步多服务、多贡献。
聚四氟乙烯（英文名为：Polytetrafluoroethylene，简称：PTFE）俗称“塑料王”，在各种塑料之中聚四氟乙烯具有特别优越的特性，其除了耐热性、耐低温性、耐药品性、电气绝缘性以及高频特性等特别优越以外，还具有独特的非粘附性、密封性、低摩擦性和良好的抗老化性，可在-196℃～260℃长期使用。由于它具有突出的化学稳定性、优良的高低温性能，尤其是其良好的耐腐蚀性，使其作为过滤材料广泛应用于苛刻条件下微粒子分离。同时聚四氟乙烯的多孔性能和强疏水性，使其成为制备防水透气、膜蒸馏（MD）、渗透蒸馏（OD）和膜接触器（MC）的理想材料。但聚四氟乙烯“不溶不熔”的特性使其加工性能很差，很难像聚矾、聚醚矾、聚偏氟乙烯那样成为工业化膜材料，聚四氟乙烯中空纤维膜的制备尤为困难。
目前制备聚四氟乙烯微孔膜的主要途径是通过将聚四氟乙烯树脂预压成膜，烧结成型后再经双向拉伸形成具有裂隙孔结构的微孔膜，该膜很薄不能独立使用，需要与其它基材通过覆膜装置进行高温热压复合制得。该膜的制备投资费用较多、生产场地面积较大、工艺复杂、能耗大等因素，且该膜存在透气率低、膜损害严重、使用寿命短等缺点，严重制约了它的实际应用范围。
发明内容
为克服上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，其特征在于，包括如下的工艺步骤：
（1）原料准备：将高强度的聚四氟乙烯细粉和可溶于水且不褪色的耐高温固体超细微粉通过高速混合机进行捣碎、混合、搅拌，然后振动筛进行过筛，得到备用原料；
（2）毛坯制作：将步骤（1）准备好的备用原料通过200吨以上的压机利用模压法制成中空毛坯，将脱模后的毛坯放在25℃（±3℃）的环境中放置20小时至24小时，消除毛坯的内应力；
（3）烧结成型：将步骤（2）所得的毛坯放置于全自动四氟烧结炉中，按设定的升温、恒温、降温、冷却等程序进行烧结；
（4）车削或旋切：将步骤（3）所得的毛坯放置在烘箱中进行预热，使毛坯内、外温度一致后，将外表有梯形齿的专用芯棒压入或拉入毛坯的中心孔内，用起重机械吊装在高精度的数控车床或旋切机上，采用YG型硬质合金刀按设定薄膜的厚度对毛坯进行车削或旋切、收卷；
（5）浸泡微孔：将步骤（4）制得的薄膜装入专用清洗设备先经加温清水槽中浸泡后再进入常温水槽清洗，按每分钟0.5米至1米的速度由放卷、浸泡、清洗、烘干、收卷后获得聚四氟乙烯立体微孔膜。
所述步骤（1）中振动筛采用70目。
所述步骤（2）中中空毛坯制成圆柱型。
所述步骤（3）中预热的时间为3小时至5小时。
所述步骤（3）中烧结的时间为60小时至120小时。
所述步骤（4）中毛坯放置在烘箱内的温度为110℃至130℃。
所述步骤（5）中加温的水温度为90℃以上。
本发明的优点是：制备方法简单、空隙大小均匀且孔隙率容易控制，有利于实现规模化生产；该膜的微孔呈均匀的立体状、透气率高、厚度均匀，它不依附于其它基材而独立成型使用，可充分具有聚四氟乙烯应有的性能，使用寿命长，该膜具有表面光滑、不粘性，耐磨、抗冲击，耐高温、耐老化，耐腐蚀、不吸水，易清灰和优越的化学稳定性，使用寿命长，可广泛应用于机械等各种过滤领域。
具体实施方式
一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，其特征在于，包括如下的工艺步骤：
（1）原料准备：将高强度的聚四氟乙烯细粉和可溶于水且不褪色的耐高温固体超细微粉通过高速混合机进行捣碎、混合、搅拌，然后振动筛进行过筛，得到备用原料；
（2）毛坯制作：将步骤（1）准备好的备用原料通过200吨以上的压机利用模压法制成中空毛坯，将脱模后的毛坯放在25℃（±3℃）的环境中放置20小时至24小时，消除毛坯的内应力；
（3）烧结成型：将步骤（2）所得的毛坯放置于全自动四氟烧结炉中，按设定的升温、恒温、降温、冷却等程序进行烧结；
（4）车削或旋切：将步骤（3）所得的毛坯放置在烘箱中进行预热，使毛坯内、外温度一致后，将外表有梯形齿的专用芯棒压入或拉入毛坯的中心孔内，用起重机械吊装的高精度数控车床或旋切机上，采用YG型硬质合金刀按设定薄膜的厚度对毛坯进行车削或旋切、收卷；
（5）浸泡微孔：将步骤（4）制得的薄膜装入专用清洗设备先经加温至清水槽中浸泡后再进入常温水槽，按每分钟0.5米至1米的速度由放卷、浸泡、清洗、烘干、收卷后获得聚四氟乙烯立体微孔膜。
所述步骤（1）中振动筛采用70目。
所述步骤（2）中中空毛坯制成圆柱型。
所述步骤（3）中预热的时间为3小时至5小时。
所述步骤（3）中烧结的时间为60小时至120小时。
所述步骤（4）中毛坯放置在烘箱内的温度为110℃至130℃。
所述步骤（5）中加温的水温度为90℃以上。
工作步骤如下：
（1）原料准备：将高强度的聚四氟乙烯细粉和可溶于水且不褪色的耐高温固体超细微粉通过高速混合机进行捣碎、混合、搅拌，然后采用70目的振动筛进行过筛，得到备用原料；
（2）毛坯制作：将上述步骤（1）准备好的备用原料通过200吨以上的压机利用模压法制成圆柱型中空毛坯，将脱模后的毛坯放在25℃（±3℃）的环境中放置20小时至24小时，消除毛坯的内应力；
（3）烧结成型：将上述步骤（2）所得的毛坯放置于全自动四氟烧结炉中，按设定的升温、恒温、降温、冷却等程序进行60小时至120小时的烧结；
（4）车削或旋切：将上述步骤（3）所得的毛坯放置110℃至130℃的烘箱中进行预热3小时至5小时，使毛坯内、外温度一致后，将外表有梯形齿的专用芯棒压入或拉入毛坯的中心孔内，用起重机械吊装的高精度数控车床或旋切机上，采用YG型硬质合金刀按设定薄膜的厚度对毛坯进行车削或旋切、收卷；
（5）浸泡微孔：将上述步骤（4）制得的薄膜装入专用清洗设备先经加温至90℃以上的清水槽中浸泡后再进入常温水槽，按每分钟0.5米至1米的速度由放卷、浸泡、清洗、烘干、收卷后获得聚四氟乙烯立体微孔膜。
Claims (7)
1.一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，其特征在于，包括如下的工艺步骤：
原料准备：将高强度的聚四氟乙烯细粉和可溶于水且不褪色的耐高温固体超细微粉通过高速混合机进行捣碎、混合、搅拌，然后经振动筛进行过筛，得到备用原料；
毛坯制作：将步骤（1）准备好的备用原料通过200吨以上的压机利用模压法制成中空毛坯，将脱模后的毛坯放在25℃（±3℃）的环境中放置20小时至24小时，消除毛坯的内应力；
烧结成型：将步骤（2）所得的毛坯放置于全自动四氟烧结炉中，按设定的升温、恒温、降温、冷却等程序进行烧结；
车削或旋切：将步骤（3）所得的毛坯放置在烘箱中进行预热，使毛坯内、外温度一致后，将外表有梯形齿的专用芯棒压入或拉入毛坯的中心孔内，用起重机械吊装在高精度的数控车床或旋切机上，采用YG型硬质合金刀按设定薄膜的厚度对毛坯进行车削或旋切、收卷；
浸泡微孔：将步骤（4）制得的薄膜装入专用清洗设备先经加温清水槽中浸泡后再进入常温水槽清洗，按每分钟0.5米至1米的速度由放卷、浸泡、清洗、烘干、收卷后获得聚四氟乙烯立体微孔膜。
2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中振动筛采用70目。
3.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中中空毛坯制成圆柱型。
4.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中预热的时间为3小时至5小时。
5.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中烧结的时间为60小时至120小时。
6.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中毛坯放置在烘箱内的温度为110℃至130℃。
7.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯立体微孔膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中加温清水温度为90℃以上。
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