CN106012062A - 一种聚四氟乙烯连续长丝及其生产方法 - Google Patents

一种聚四氟乙烯连续长丝及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚四氟乙烯连续长丝及其生产方法，该长丝是由聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂混合、保温静置、混合料压坯成型、柱状体挤出成单丝、聚四氟乙烯初生丝条接收与预牵伸、丝条脱脂加热牵伸而制成的，截面为圆形的聚四氟乙烯纤维；生产步骤是：1、聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂混合，2、保温静置，3、混合料压坯成型，4、柱状体挤出成单丝，5、聚四氟乙烯丝条接收与预牵伸，6、丝条脱脂加热牵伸。本发明生产出来的丝条细度、均匀度大大提升，可实现稳定的连续工业化生产，缩短生产时间，降低成本。

Description

一种 聚四氟乙烯连续长丝及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种聚四氟乙烯PTFE连续长丝及其生产方法。
背景技术
聚四氟乙烯纤维具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。是当今世界上耐腐蚀性能最佳的材料之一。同时，聚四氟乙烯纤维具有强度高，低收缩，耐高温的特点，极低的摩擦系数和抵御紫外线抗老化性能高等特性，使得PTFE纤维不仅在机械、化学、医疗、纺织等领域被广泛应用，而且在尖端科技领域、国防工业都有广泛的用途。但是聚四氟乙烯树脂具有较高的熔融粘度，且不能被大多数溶剂所溶解，所以不能通过传统的溶液纺丝和熔融纺丝方法来生产纤维。目前较为成熟的聚四氟乙烯的纺丝生产方法主要有糊状挤压、膜裂法、乳液纺丝法。
糊状挤压纺丝法（例如中国专利第CN201010289037.2号中所公开）是将PTFE粉末与某种易于挥发的润滑剂充分混合调制成糊状物，压坯成某种形状后置入挤压机，在一定压力下通过喷丝头挤压纺丝，之后干燥，烧结，使润滑剂挥发，加热拉伸后形成纤维。
膜裂法是由奥地利Lenzing公司于70年代初开发，在聚烯烃纤维生产中广泛应用。在生产PTFE纤维中，先将PTFE粉末压坯成圆柱状，经压延或切削成一定厚度的薄膜，再经过锯齿状刀具切割成丝，经牵引辊拉伸、加热和拉伸成PTFE纤维。通常采用此种方法生产出的纤维较粗，细度不均匀。专利CN200510053046.0公开的通过在膜的纵向方向上部分切割取向的PTFE膜所得到的长丝。沿着膜的纵向方向并且在膜的横向方向上以Z字形状或凸凹形状进行线性压纹处理，然后切割，由此得到的长丝包括其中部分断开的单个原纤规则排列的网状结构。然而此种方法生产出来的长纤维细度较细，纤维细度离散值较大，且纤维截面形状不规则，难以生产出近似于圆形截面的长纤维。
乳液纺丝法（例如美国专利第2772444号和中国专利CN201010289037.2中所公开）是目前生产PTFE纤维最成熟的一种方法，通常选择容易成纤的粘胶或聚乙烯醇水溶液为载体，按常规湿法纺丝方法进行纺丝，经过硫酸钠等的凝固浴中凝固成纤维。成型纤维经洗涤和干燥后在380-400℃的高温下进行烧结，碳化载体并去除，再经过适当的拉伸得到成品纤维。但是该种方法制成的纤维其表面会有杂质，而且生产过程中污染较大。
发明内容
本发明提供一种聚四氟乙烯连续长丝及其生产方法，生产出来的丝条细度、均匀度大大提升，可实现稳定的连续工业化生产，缩短生产时间，降低成本。
本发明所采用的技术方案是：
一种聚四氟乙烯连续长丝，是由聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂混合、保温静置、混合料压坯成型、柱状体挤出成单丝、聚四氟乙烯初生丝条接收与预牵伸、丝条脱脂加热牵伸而制成的，截面为圆形的聚四氟乙烯纤维。
一种聚四氟乙烯连续长丝其生产方法，其生产步骤：
(1)聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂混合；
(2)保温静置；
(3)混合料压坯成型；
(4)柱状体挤出成单丝；
(5)聚四氟乙烯丝条接收与预牵伸；
(6)丝条脱脂加热牵伸。
作为优选，所述的该长丝的长度在万米以上，细度在100D-450D之间。
作为优选，所述的润滑剂为航空煤油，聚四氟乙烯分散树脂与航空煤油的重量比范围应为3.5:1-5:1。
作为优选的，所述的将混合后的原料保温静置，静置温度为40-80℃，时间为8-24小时。
作为优选的，所述的混合料压坯成型为柱状体，柱状体毛坯的直径在30-35mm，压坯机压力为2-3MP。
作为优选的，所述的丝条挤出时的温度在60-120℃，直径在1-1.5mm，挤出压力为6-9MP。
作为优选的，所述的使用接收装置将挤出后的丝条接收并预牵伸；丝条接收预牵伸装置是由一个丝条接收辊筒、丝条牵伸恒温烘箱、丝条牵伸辊筒、丝条卷绕辊筒和一台电机组成；电机通电转动通过传动机构带动丝条接受辊筒和丝条牵伸辊筒旋转产生的速度差，完成接收与预牵伸工序；接收辊筒转速为10-15米/分钟，丝条牵伸恒温烘箱温度设定在80-100度，滞留时间为2分钟，丝条牵伸辊筒4转速为20-35米/分钟，经丝条牵伸辊筒预牵伸后的丝条有丝条卷绕辊筒卷绕，预牵伸后的丝条直径为0.6-1mm。
作为优选的，所述的丝条卷绕辊筒卷绕的丝条经过丝条放料辊筒放丝，再经过一道加热脱脂烘箱，二道加热牵伸烘箱，二道牵伸握持辊筒，三道加热牵伸烘箱，三道牵伸握持辊筒，收卷架的工序，制成聚四氟乙烯连续长丝成品，其直径为100-200µm。丝条放料辊筒的线速度为4-6米/分钟，一道加热脱脂烘箱的温度为150-220度，二道加热牵伸烘箱的温度为290-327度，二道牵伸握持辊筒的线速度为8-15米/分钟，三道加热牵伸烘箱的温度为350-385度，三道牵伸握持辊筒的线速度为100-130米/分钟，收卷架的线速度为100-130米/分钟。
本发明的有益效果是：
在丝条从注塑挤出机中挤出后，采用丝条接收和预牵伸装置，有效地提高丝条在后道牵伸时的稳定性，便于生产出连续长度在万米以上的长丝。丝条细度、均匀度大大提升，可实现稳定的连续工业化生产，缩短生产时间，降低成本。
附图说明
图1是本发明的部分工艺流程图。
图中1、注塑挤出机，2、丝条接收辊筒，3、丝条牵伸恒温烘箱，4、丝条牵伸辊筒，5、丝条卷绕辊筒，6、丝条放料辊筒，7、一道加热脱脂烘箱，8、二道加热牵伸烘箱，9、二道牵伸握持辊筒，10、三道加热牵伸烘箱，11、三道牵伸握持辊筒，12、收卷架。
具体实施方式
实施例1
(1)聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂混合
将聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂航空煤油重量比按3.5:1-5:1进行混合，混合后搅拌均匀。
(2)保温静置
将搅拌混合后的原料装入密闭的容器内，置入烘箱进行保温静置。以保证聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂混合均匀。烘箱温度一般为40-80℃，优选50-60℃。静置时间一般为8-24小时，优选12-20小时。
（3）混合料压坯成型
采用压坯机将保温静置后的聚四氟乙烯混合料在常温下压坯。压坯机压力为2-3MP，压坯成型后的柱状体直径在30-35mm。
(4)柱状体挤出成单丝
柱状体进入注塑挤出机1中挤出丝条，丝条挤出时的温度在60-120℃，直径在1-1.5mm，挤出压力为6-9MP。
(5)聚四氟乙烯丝条接收与预牵伸
将所述聚四氟乙烯丝条使用电机，通电转动通过传动机构带动丝条接受辊筒2和丝条牵伸辊筒4旋转产生的速度差，完成接收与预牵伸工序；接收辊筒转速为10-15米/分钟，丝条牵伸恒温烘箱3温度设定在80-100度，滞留时间为2分钟，丝条牵伸辊筒转速为20-35米/分钟，经丝条牵伸辊筒预牵伸后的丝条有丝条卷绕辊筒5卷绕，预牵伸后的丝条直径为0.6-1mm。
(6)丝条脱脂加热牵伸
将所述预牵伸后丝条卷绕辊筒卷绕的丝条经过丝条放料辊筒6放丝，再经过一道加热脱脂烘箱7，二道加热牵伸烘箱8，二道牵伸握持辊筒9，三道加热牵伸烘箱10，三道牵伸握持辊筒11，收卷架12的工序，制成聚四氟乙烯连续长丝成品，其直径为100-200µm。丝条放料辊筒的线速度为4-6米/分钟，一道加热脱脂烘箱的温度为150-220度，二道道加热牵伸烘箱的温度为290-327度，二道牵伸握持辊筒的线速度为8-15米/分钟，三道加热牵伸烘箱的温度为350-385度，三道牵伸握持辊筒的线速度为100-130米/分钟，收卷架12的线速度为100-130米/分钟。
通过上述方法得到的聚四氟乙烯连续长纤维的长度在10000米以上，细度在100D-450D之间。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种聚四氟乙烯连续长丝，其特征在于：是由聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂混合、保温静置、混合料压坯成型、柱状体挤出成单丝、聚四氟乙烯初生丝条接收与预牵伸、丝条脱脂加热牵伸而制成的，截面为圆形的聚四氟乙烯纤维。
2.一种聚四氟乙烯连续长丝其生产方法，其特征在于：其生产步骤：
(1)聚四氟乙烯分散树脂与润滑剂混合；
(2)保温静置；
(3)混合料压坯成型；
(4)柱状体挤出成单丝；
(5)聚四氟乙烯丝条接收与预牵伸；
(6)丝条脱脂加热牵伸。
3.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯连续长丝，其特征在于：该长丝的长度在万米以上，细度在100D-450D之间。
4.根据权利要求2所述的一种聚四氟乙烯连续长丝其生产方法，其特征在于：润滑油为航空煤油，聚四氟乙烯分散树脂与航空煤油的重量比范围应为3.5:1-5：1。
5.根据权利要求2所述的一种聚四氟乙烯连续长丝其生产方法，其特征在于：将混合后的原料保温静置，静置温度为40-80℃，时间为8-24小时。
6.根据权利要求2所述的一种聚四氟乙烯连续长丝其生产方法，其特征在于：混合料压坯成型为柱状体，柱状体毛坯的直径在30-35mm，压坯机压力为2-3MP。
7.根据权利要求2所述的一种聚四氟乙烯连续长丝其生产方法，其特征在于：丝条挤出时的温度在60-120℃，直径在1-1.5mm，挤出压力为6-9MP。
8.根据权利要求2所述的一种聚四氟乙烯连续长丝其生产方法，其特征在于：丝条卷绕辊筒卷绕的丝条经过丝条放料辊筒放丝，再经过一道加热脱脂烘箱，二道加热牵伸烘箱，二道牵伸握持辊筒，三道加热牵伸烘箱，三道牵伸握持辊筒，收卷架的工序，制成聚四氟乙烯连续长丝成品，其直径为100-200µm，丝条放料辊筒的线速度为4-6米/分钟，一道加热脱脂烘箱的温度为150-220度，二道加热牵伸烘箱的温度为290-327度，二道牵伸握持辊筒的线速度为8-15米/分钟，三道加热牵伸烘箱的温度为350-385度，三道牵伸握持辊筒的线速度为100-130米/分钟，收卷架的线速度为100-130米/分钟。
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