CN105522721A - 一种聚四氟乙烯热交换管的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚四氟乙烯热交换管的制备方法。本发明属于氟塑料加工技术领域。聚四氟乙烯热交换管的制备方法，(1)原料混配：聚四氟乙烯分散树脂和助挤剂，用混料机进行混合；(2)恒温熟化：在30－50℃条件下恒温熟化；(3)预压制坯：导入制坯机的料腔中,加上压块施压；(4)推压挤出：送入挤出机料腔中进行推压挤出；(5)脱油烘干：挤出管材中的助挤剂加热烘干脱净；(6)高温烧结：分为4个区间高温烧结；(7)定型处理：淬火调正管材内部的结晶度，控制管材的硬度和柔韧性，制得聚四氟乙烯热交换管。本发明具有工艺简单、操作方便；产品具有超长、薄壁且一致性好，管材换热系数高，耐腐蚀，自润滑性好，使用寿命长等优点。

Description

一种聚四氟乙烯热交换管的制备方法
技术领域
本发明属于氟塑料加工技术领域，特别是涉及一种聚四氟乙烯热交换管的制备方法。
背景技术
目前，能源资源关系经济社会发展全局。火力发电厂提供了全国80％以上的电能，与此同时，也消耗了全国近60％的燃煤和20％工业水。为降低热损耗，提高发电锅炉的效率，需要于锅炉尾部安装余热回收装置，它可吸收锅炉烟气热量，降低烟气温度，减少煤炭消耗，提高能源效率。同时，也可以减低污染污染物及PM2.5颗粒的排放，有益于环境保护。
余热回收装置的核心部件热交换管，目前使用的金属热交换管主要适用于中低温的烟气，在超低温烟气中，金属换热管的腐蚀问题一直不能解决，导致回收装置的寿命很短(1-2年)，投资回报收益几乎为零。因此，需要一种耐腐蚀，强度和换热效率接近金属管材的非金属管材，作为热交换管替代金属热交换管，延长烟气余热回收装置的寿命，提高火力发电企业的综合效益。
聚四氟乙烯(PTFE)是一种特种工程塑料，聚四氟乙烯具有宽广使用温度(长期使用温度-180～+250℃)，高度的化学稳定性，卓越的电绝缘性，理想的防粘性，优秀的自润滑性，长期的耐大气老化性，良好的不燃性和适中的机械强度等优异性能。聚四氟乙烯推压管广泛在化工、机械、电子、医药等领域恶劣环境下使用。由于聚四氟乙烯推压管在加工长度、壁厚、换热效率等方面存在缺欠，制约应用于火力电厂烟气余热领域。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种聚四氟乙烯热交换管的制备方法。
本发明的目的是提供一种具有工艺简单、操作方便；产品具有超长、薄壁且长度、厚度一致性好，管材换热系数高，强度和柔韧性优，耐腐蚀，自润滑性能好，使用寿命长等特点的聚四氟乙烯热交换管的制备方法。
本发明聚四氟乙烯热交换管的制备方法所采取的技术方案是：
一种聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特征是：聚四氟乙烯热交换管采用连续推压工艺制备，制备工艺过程：
(1)原料混配
聚四氟乙烯分散树脂和助挤剂，按质量百分比聚四氟乙烯80－90％，助挤剂10－20％的比例，用混料机进行混合；
(2)恒温熟化
将混配好的原料在30－50℃条件下恒温熟化，使助挤剂充分扩散到树脂分子中；
(3)预压制坯
将熟化好的原料，导入制坯机的料腔中,加上压块施压；压力控制在0.7－1MPa，速度50－100mm/min；制坯料腔加热温度设定为30－50℃；
(4)推压挤出
将预压成型的坯料，送入挤出机料腔中；挤出机压力为9－11MPa，速度8－10mm/min，料腔加热温度设定为30－50℃；
(5)脱油烘干
挤出管材中的助挤剂通过加热方式烘干脱净，加热温度设定为190－230℃，牵引速度为8－10mm/min；
(6)高温烧结
高温烧结加热温度分为4个区间，分别为260±5℃，320±5℃，380±5℃，300±5℃；牵引速度为8－10mm/min；
(7)定型处理
淬火调正管材内部的结晶度，控制管材的硬度和柔韧性，制得聚四氟乙烯热交换管。
本发明聚四氟乙烯热交换管的制备方法还可以采用如下技术方案：
所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特点是：原料混配前，聚四氟乙烯分散树脂和助挤剂在混配环境下，放置8小时以上，混配环境温度为16－22℃，相对湿度为40－60％。
所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特点是：聚四氟乙烯分散树脂为中低压缩比聚四氟乙烯分散树脂，助挤剂为低沸程美孚ISOPARG或120#汽油。
所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特点是：恒温熟化时，混配好的原料在恒温箱中放置12－20h。
所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特点是：推压挤出时，挤出机口模加热温度设定为45±5℃。
所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特点是：脱油烘干时，加热温度分为两段，温度分别设定为195－205℃和215－225℃。
所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特点是：定型处理进，淬火温度为300－380℃，淬火液温度为0－15℃，淬火时间为20－40分钟。
本发明采用淬火方式，通过对聚四氟乙烯推压管材内部分子结晶度的调整，实现热交换管要求的耐压，耐折和强度的要求。
本发明具有的优点和积极效果是：
聚四氟乙烯热交换管的制备方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明制备的火力发电烟气余热回收用聚四氟乙烯热交换管长度长度＞3000米，保证了管材品质的一致性。厚度≤0.5毫米，使换热管的换热效率接近金属管材。聚四氟乙烯优异的化学稳定性和自润滑性，使换热管具有极强的抗腐蚀能力。火力发电烟气余热回收用聚四氟乙烯热交换管使用寿命超过15年。
本发明具有工艺简单、操作方便；产品具有超长、薄壁且长度、厚度一致性好，提高了管材换热系数，强度和柔韧性优于一般的聚四氟乙烯管材，是替代金属换热管的理想材料，使用寿命长等优点。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：
实施例1
一种聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特征是：聚四氟乙烯热交换管采用连续推压工艺制备，制备工艺过程：
1.原料准备
将聚四氟乙烯分散树脂和美孚ISOPARG助挤剂按质量百分比聚四氟乙烯80％，助挤剂20％的比例，在混配环境下放置8小时。混配环境温度：19±2℃，相对湿度：50±5％。
2.原料混配
将静置后的聚四氟乙烯分散树脂和助挤剂按配比混合，放入混料瓶中，然后放在混料机上旋转15分钟，转速设定为：15转/分钟，用混料机进行混合；
3.恒温熟化
将混配好的原料放入恒温箱中，放置12小时以上，恒温箱温度设置为35℃，使助挤剂充分扩散到树脂分子中。
4.预压制坯
将熟化好的原料，均匀导入制坯机的料腔中,抹平端面加上压块施压。压力控制在0.7MPa，速度50mm/min。制坯料腔加热温度设定为35℃。
5.推压挤出
将预压成型的坯料，缓慢送入挤出机料腔中。挤出机压力为10MPa，速度8mm/min，料腔加热温度设定为35℃，口模加热温度设定为40℃。；
6.脱油烘干
将挤出管材中的助挤剂通过加热方式烘干脱净。加热温度分为2段，温度设定为：195℃，215℃，牵引速度为：8mm/min。
7.高温烧结
高温烧结使聚四氟乙烯大分子之间靠近，体积缩小，密度增大，机械强度升高。加热温度分为4个区间，分别为：255℃，315℃，375℃，295℃；牵引速度为：8mm/min。
8.定型处理
淬火调正管材内部的结晶度，控制管材的硬度和柔韧性。工艺参数设定为：淬火温度：300℃，淬火液温度：0℃，淬火时间：40分钟。
采用以上工艺制备的聚四氟乙烯推压管具有超长、薄壁且长度、厚度一致性好，提高了管材换热系数，强度和柔韧性优于一般的聚四氟乙烯管材，是替代金属换热管的理想材料。
实施例2
一种烟气余热回收用聚四氟乙烯热交换管的制备方法，采用连续推压工艺制备，制备工艺过程：
1.原料准备
将聚四氟乙烯分散树脂和助挤剂(美孚ISOPARG),按质量百分比聚四氟乙烯90％，助挤剂10％的比例，在混配环境下放置10小时。混配环境温度：19±2℃，相对湿度：50±5％。
2.原料混配
将静置后的聚四氟乙烯分散树脂和助挤剂按配比混合，放入混料瓶中，然后放在混料机上旋转15分钟，转速设定为：15转/分钟，用混料机进行混合；
3.恒温熟化
将混配好的原料放入恒温箱中，放置14小时，恒温箱温度设置为45℃，使助挤剂充分扩散到树脂分子中。
4.预压制坯
将熟化好的原料，均匀导入制坯机的料腔中,抹平端面加上压块施压。压力控制在1MPa，速度100mm/min。制坯料腔加热温度设定为45℃。
5.推压挤出
将预压成型的坯料，缓慢送入挤出机料腔中。挤出机压力为10MPa，速度10mm/min，料腔加热温度设定为45℃，口模加热温度设定为50℃。；
6.脱油烘干
将挤出管材中的助挤剂通过加热方式烘干脱净。加热温度分为2段，温度设定为：205℃，225℃，牵引速度为：10mm/min。
7.高温烧结
高温烧结使聚四氟乙烯大分子之间靠近，体积缩小，密度增大，机械强度升高。加热温度分为4个区间，分别为：265℃，325℃，385℃，305℃；牵引速度为：10mm/min。
8.定型处理
淬火调正管材内部的结晶度，控制管材的硬度和柔韧性。工艺参数设定为：淬火温度：380℃，淬火液温度：15℃，淬火时间：20分钟。
本实施例具有所述的工具有工艺简单、操作方便；产品具有超长、薄壁且长度、厚度一致性好，提高了管材换热系数，耐腐蚀，自润滑性能好，强度和柔韧性优于一般的聚四氟乙烯管材，是替代金属换热管的理想材料，使用寿命长等积极效果。

Claims (7)

1.一种聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特征是：聚四氟乙烯热交换管采用连续推压工艺制备，制备工艺过程：
(1)原料混配
聚四氟乙烯分散树脂和助挤剂，按质量百分比聚四氟乙烯80－90％，助挤剂10－20％的比例，用混料机进行混合；
(2)恒温熟化
将混配好的原料在30－50℃条件下恒温熟化，使助挤剂充分扩散到树脂分子中；
(3)预压制坯
将熟化好的原料，导入制坯机的料腔中,加上压块施压；压力控制在0.7－1MPa，速度50－100mm/min；制坯料腔加热温度设定为30－50℃；
(4)推压挤出
将预压成型的坯料，送入挤出机料腔中；挤出机压力为9－11MPa，速度8－10mm/min，料腔加热温度设定为30－50℃；
(5)脱油烘干
挤出管材中的助挤剂通过加热方式烘干脱净，加热温度设定为190－230℃，牵引速度为8－10mm/min；
(6)高温烧结
高温烧结加热温度分为4个区间，分别为260±5℃，320±5℃，380±5℃，300±5℃；牵引速度为8－10mm/min；
(7)定型处理
淬火调正管材内部的结晶度，控制管材的硬度和柔韧性，制得聚四氟乙烯热交换管。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特征是：原料混配前，聚四氟乙烯分散树脂和助挤剂在混配环境下，放置8小时以上，混配环境温度为16－22℃，相对湿度为40－60％。
3.根据权利要求1或2所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特征是：聚四氟乙烯分散树脂中低压缩比聚四氟乙烯分散树脂，助挤剂为低沸程美孚ISOPARG或120#汽油。
4.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特征是：恒温熟化时，混配好的原料在恒温箱中放置12－20h。
5.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特征是：推压挤出时，挤出机口模加热温度设定为45±5℃。
6.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特征是：脱油烘干时，加热温度分为两段，温度分别设定为195－205℃和215－225℃。
7.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯热交换管的制备方法，其特征是：定型处理进，淬火温度为300－380℃，淬火液温度为0－15℃，淬火时间为20－40分钟。
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