CN110042525A - 一种炭黑补强ptfe缝纫线及其制备方式 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该炭黑补强PTFE缝纫线的配方包括以下重量组份：聚四氟乙烯树脂76‑77份、炭黑4‑1份、助挤剂20‑22份，其中，聚四氟乙烯树脂包括聚四氟乙烯分散树脂和聚四氟乙烯悬浮树脂，炭黑包括黑炭黑和白炭黑，本发明还公开了一种炭黑补强PTFE缝纫线的制备方式，该制备方式包括以下步骤：步骤一，一次混合；步骤二，二次混合；步骤三，保温；步骤四，制备单丝；步骤五，合股；步骤六，热定型；步骤七，绕线成型；本发明制得的炭黑补强PTFE缝纫线与与普通工艺生产的相同规格的纯聚四氟乙烯缝纫线相比，在耐磨性、断裂强力、韧性等方面均有改善。

Description

一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式
技术领域
本发明涉及PTFE纤维技术领域，具体为一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式。
背景技术
目前，用于生产制造PTFE缝纫线股线单丝技术主要有“糊料挤出法”生产的PTFE圆形单丝，或使用“膜分切法”生产的PTFE扁形单丝，这两种工艺均有在纺丝制造过程中的多倍拉(牵)伸过程。而PTFE特有的无支链长链分子之间缺乏横向或斜向的交互，高倍牵伸后的分子链便大多以单原纤形式在纤维内部排列结合，牵伸倍数越大，这些原纤的取向就越一致，从而致使单丝的原纤化程度就越高，受到它物摩擦时也就越容易被外力剥离，这就是PTFE单丝耐磨性差的机理。实践中发现，虽然挤出工艺生产的单丝比之膜切工艺生产的单丝，有较好的耐磨性(不起毛性)，但是，用作缝纫线股线时也同样有很多与粉尘摩擦导致断裂，滤袋因此破损的案例。
为了提高PTFE缝纫线的耐磨性能，发明人曾力图从两个角度进行性能改良。一是给单丝加捻，通过捻力绞合，使构成单丝的原纤扭结抱合，增加抱合力，减少单丝因剐蹭起毛；同时，通过合股后的加热定型，释放捻应力的同时，较好地保留单丝捻纹与合股捻文，增加缝纫线的表面粗糙度，从而提高耐磨性。另一个角度是通过PTFE单丝与非PTFE纱线材料制成复合缝纫线，通过纱线材料表面的纤维毛羽，与单丝的包覆缠绕、保护PTFE单丝，实现提高缝纫线的耐磨性的目的。经过试验，这种丝纱复合结构的缝纫线在耐磨性方面，有远大于纯PTFE缝纫线的效果。本专利申请人持有的发明专利ZL201610570877.3和实用新型专利ZL20721070347.9，均为涉及改善PTFE滤袋缝纫线耐磨性能的研究成果。但是，该技术却存在复合纱线材料与PTFE材料性能的差异问题，致使复合缝纫线并不能适应全部的除尘过滤工况。如在PTFE滤袋能够适应的强酸强碱腐蚀工况和一般温度高于220℃的工况下，非PTFE纱线材料耐温性能也有其性能局限，为此，本发明提出一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该炭黑补强PTFE缝纫线的配方包括以下重量组份：聚四氟乙烯树脂76-77份、炭黑4-1份、助挤剂20-22份。
优选的，所述聚四氟乙烯树脂为聚四氟乙烯分散树脂和聚四氟乙烯悬浮树脂。
优选的，所述炭黑为用于工业补强添加的黑炭黑和白炭黑。
优选的，所述助挤剂为烷烃基轻质白油。
一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该制备方式包括以下步骤：
步骤一：一次混合，将定量聚四氟乙烯分散树脂与定量高耐磨炭黑两个组份先行共混，取聚四氟乙烯分散树脂76-77份，炭黑4-1份分别导入金属桶状混料器皿，开始机械旋转；
步骤二：二次混合，取助挤剂20-22份，然后将上述双组分共混物与助挤剂的溶混：通过喷淋方式向混料桶内注入助挤剂，注入的同时，开始机械旋转，喷淋结束后，机械旋转继续进行；
步骤三：保温，将树脂、炭黑、助挤剂三组分混合料放入密闭金属器皿中，在静止保温状态下储放一定时间间；
步骤四：制备单丝，将经过储放的三组分糊料，使用“糊料挤出法”或“膜切法”制成含炭黑的聚四氟乙烯单丝，单丝线密度400～600dtex，连续长度5000～8000m，断裂强度2～3cN/dtex，延伸率5～10％；
步骤五：合股，将单丝进行加捻合股，捻度为450～520捻/m，合股捻度400～450捻/m；
步骤六：热定型，将合股线喂入板式熨烫热定型装置进行热定型；
步骤七：绕线成型。
优选的，所述步骤一中，机械旋转按5～10转/min速度，正反向交替旋转1～2小时，每10～20分钟一次换向。
优选的，所述步骤二中，机械旋转的旋转速度2～5转/min，正反向交替选转2～3小时，每10～20分钟一次换向。
优选的，所述步骤三中，储放温度为25-50℃，储放时间72～120小时。
优选的，所述步骤六中，定型为板上往复式运行通过，加热温度320～360℃，行程1.8～2.4m，喂入速度1～3m/min，牵伸倍数1～1.5。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制得的炭黑补强PTFE缝纫线与与普通工艺生产的相同规格的纯聚四氟乙烯缝纫线相比，在耐磨性、断裂强力、韧性等方面均有改善，尤其在耐磨性能方面得到极大的改善。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该炭黑补强PTFE缝纫线的配方包括以下重量组份：聚四氟乙烯树脂76份、炭黑4份、助挤剂20份。
其中，聚四氟乙烯树脂选为聚四氟乙烯分散树脂，相对密度2.175，炭黑选为高耐磨黑炭黑。
一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该制备方式包括以下步骤：
步骤一：一次混合，将定量聚四氟乙烯分散树脂与定量高耐磨炭黑两个组份先行共混，取聚四氟乙烯分散树脂76份，黑炭黑4份分别导入金属桶状混料器皿，开始机械旋转，机械旋转按10转/min速度，正反向交替旋转2小时，每10分钟一次换向；
步骤二：二次混合，取助挤剂20份，然后将上述双组分共混物与助挤剂的溶混：通过喷淋方式向混料桶内注入助挤剂，注入的同时，开始机械旋转，喷淋结束后，机械旋转继续进行，机械旋转的旋转速度5转/min，正反向交替选转3小时，每10分钟一次换向；
步骤三：保温，将树脂、炭黑、助挤剂三组分混合料放入密闭金属器皿中，在静止保温状态下储放一定时间间，储放温度为50℃，储放时间120小时；
步骤四：制备单丝，将经过储放的三组份糊料，使用“糊料挤出法”制成含炭黑的聚四氟乙烯单丝，单丝线密度600dtex，连续长度6000m，断裂强度3cN/dtex，延伸率5-8％；
步骤五：合股，选取三根上步骤中制得的单丝进行加捻合股，捻度为520捻/m，合股捻度450捻/m；
步骤六：热定型，将合股线喂入板式熨烫热定型装置进行热定型，定型为板上往复式运行通过，加热温度360℃，行程2.4m，喂入速度1m/min，牵伸倍数1.5；
步骤七：绕线成型。
实施例二
本发明提供一种技术方案：一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该改进型的配方包括以下组份：聚四氟乙烯树脂77份、炭黑1份、助挤剂22份。
其中，聚四氟乙烯树脂选为聚四氟乙烯分散树脂，相对密度2.18，炭黑选为超耐磨黑炭黑。
一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该制备方式包括以下步骤：
步骤一：一次混合，将定量聚四氟乙烯分散树脂与定量高耐磨炭黑两个组份先行共混，取聚四氟乙烯分散树脂77份，黑炭黑1份分别导入金属桶状混料器皿，开始机械旋转，机械旋转按8转/min速度，正反向交替旋转1.5小时，每15分钟一次换向；
步骤二：二次混合，取助挤剂22份，然后将上述双组分共混物与助挤剂的溶混：通过喷淋方式向混料桶内注入助挤剂，注入的同时，开始机械旋转，喷淋结束后，机械旋转继续进行，机械旋转的旋转速度4转/min，正反向交替选转2.5小时，每15分钟一次换向；
步骤三：保温，将树脂、炭黑、助挤剂三组分混合料放入密闭金属器皿中，在静止保温状态下储放一定时间间，储放温度为40℃，储放时间110小时；
步骤四：制备单丝，将经过储放的三组份糊料，使用“膜切法”制成含炭黑的聚四氟乙烯单丝，单丝线密度550dtex，连续长度6000m，断裂强度3cN/dtex，延伸率6-10％；
步骤五：合股，选取三根上步中制得的单丝进行加捻合股，捻度为500捻/m，合股捻度430捻/m；
步骤六：热定型，将合股线喂入板式熨烫热定型装置进行热定型，定型为板上往复式运行通过，加热温度350℃，行程2.0m，喂入速度1.5m/min，牵伸倍数1.4；
步骤七：绕线成型。
实施例三
本发明提供一种技术方案：一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该改进型的配方包括以下组份：PTFE树脂76份、炭黑3份、助挤剂21份。
其中，聚四氟乙烯树脂选为聚四氟乙烯分散树脂，相对密度2.185，炭黑选为白炭黑。
一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该制备方式包括以下步骤：
步骤一：一次混合，将定量聚四氟乙烯分散树脂与定量高耐磨炭黑两个组份先行共混，取PTFE分散树脂76份，黑炭黑3份分别导入金属桶状混料器皿，开始机械旋转，机械旋转按6转/min速度，正反向交替旋转1.2小时，每12分钟一次换向；
步骤二：二次混合，取助挤剂21份，然后将上述双组分共混物与助挤剂的溶混：通过喷淋方式向混料桶内注入助挤剂，注入的同时，开始机械旋转，喷淋结束后，机械旋转继续进行，机械旋转的旋转速度3转/min，正反向交替选转2小时，每12分钟一次换向；
步骤三：保温，将树脂、炭黑、助挤剂三组分混合料放入密闭金属器皿中，在静止保温状态下储放一定时间间，储放温度为30℃，储放时间90小时；
步骤四：制备单丝，将经过储放的三组份糊料，使用“糊料挤出法”制成含炭黑的聚四氟乙烯单丝，单丝线密度450dtex，连续长度6000m，断裂强度3cN/dtex，延伸率6-8％；
步骤五：合股，选取三根上步中制得的单丝进行加捻合股，捻度为480捻/m，合股捻度420捻/m；
步骤六：热定型，将合股线喂入板式熨烫热定型装置进行热定型，定型为板上往复式运行通过，加热温度330℃，行程1.9m，喂入速度1.2m/min，牵伸倍数1.2；
步骤七：绕线成型。
实施例四
本发明提供一种技术方案：一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该改进型的配方包括以下组份：聚四氟乙烯树脂77份、炭黑3份、助挤剂20份。
其中，聚四氟乙烯树脂选为聚四氟乙烯分散树脂，相对密度2.19，炭黑选为白炭黑。
一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，该制备方式包括以下步骤：
步骤一：一次混合，将定量聚四氟乙烯分散树脂与定量高耐磨炭黑两个组份先行共混，取聚四氟乙烯分散树脂77份，黑炭黑3份分别导入金属桶状混料器皿，开始机械旋转，机械旋转按6转/min速度，正反向交替旋转1小时，每20分钟一次换向；
步骤二：二次混合，取助挤剂20份，然后将上述双组分共混物与助挤剂的溶混：通过喷淋方式向混料桶内注入助挤剂，注入的同时，开始机械旋转，喷淋结束后，机械旋转继续进行，机械旋转的旋转速度3转/min，正反向交替选转2小时，每20分钟一次换向；
步骤三：保温，将树脂、炭黑、助挤剂三组分混合料放入密闭金属器皿中，在静止保温状态下储放一定时间间，储放温度为30℃，储放时间80小时；
步骤四：制备单丝，将经过储放的三组份糊料，使用“膜切法”制成含炭黑的聚四氟乙烯单丝，单丝线密度450dtex，连续长度6000m，断裂强度3cN/dtex，延伸率7-10％；
步骤五：合股，选取三根上步中制得的单丝进行加捻合股，捻度为450捻/m，合股捻度400捻/m；
步骤六：热定型，将合股线喂入板式熨烫热定型装置进行热定型，定型为板上往复式运行通过，加热温度320℃，行程1.8m，喂入速度3m/min，牵伸倍数1.2；
步骤七：绕线成型。
将四组实施例制得的炭黑补强PTFE缝纫线进行性能检测，检测结果汇总如下：
平均线密度：1350±50dtex
平均断裂强度≥3.3cN/dtex
平均断裂延伸率6-10％
平均热缩率：≤3％
耐酸碱性：优
耐紫外照射：优
与同规格常规PTFE缝纫线相比，通过炭黑补强的PTFE缝纫线断裂强度提高10-15％，延伸率降低1-2％，已经具有明显的补强效果。但是本专利产品中补强效果最显著的还是耐磨性的改善。下表为常规PTFE缝纫线与炭黑补强PTFE缝纫线耐磨性对比测试数据：
测试条件：预张力：0.4N转速：450r/min温度：20℃湿度：67
PTFE：1350dtex PTFE+C：1350dtex
从耐磨测试结果看，相同规格的炭黑补强PTFE缝纫线的耐磨次数正好是纯PTFE缝纫线的一倍，由此可以看出炭黑补强PTFE缝纫线耐磨性能的改善是显著的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，其特征在于，该炭黑补强PTFE缝纫线的配方包括以下重量组份：聚四氟乙烯树脂76-77份、炭黑4-1份、助挤剂20-22份。
2.根据权利要求1所述的一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，其特征在于：所述聚四氟乙烯树脂为聚四氟乙烯分散树脂和聚四氟乙烯悬浮树脂。
3.根据权利要求1所述的一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，其特征在于：所述炭黑为用于工业补强材料添加的黑炭黑和白炭黑。
4.根据权利要求1所述的一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，其特征在于：所述助挤剂为烷烃基轻质白油。
5.根据权利要求1所述的一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，其特征在于，该制备方式包括以下步骤：
步骤一：一次混合，将定量聚四氟乙烯分散树脂与定量高耐磨炭黑两个组份先行共混，取聚四氟乙烯分散树脂76-77份，炭黑4-1份分别导入金属桶状混料器皿，开始机械旋转；
步骤二：二次混合，取助挤剂20-22份，然后将上述双组分共混物与助挤剂的溶混：通过喷淋方式向混料桶内注入助挤剂，注入的同时，开始机械旋转，喷淋结束后，机械旋转继续进行；
步骤三：保温，将树脂、炭黑、助挤剂三组分混合料放入密闭金属器皿中，在静止保温状态下储放一定时间间；
步骤四：制备单丝，将经过储放的三组份糊料，使用“糊料挤出法”或“膜切法”制成含炭黑的聚四氟乙烯单丝，单丝线密度400～600dtex，连续长度5000～8000m，断裂强度2～3cN/dtex，延伸率5～10％；
步骤五：合股，将单丝进行加捻合股，捻度为450～520捻/m，合股捻度400～450捻/m；
步骤六：热定型，将合股线喂入板式熨烫热定型装置进行热定型；
步骤七：绕线成型。
6.根据权利要求1所述的一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，其特征在于：所述步骤一中，机械旋转按5～10转/min速度，正反向交替旋转1～2小时，每10～20分钟一次换向。
7.根据权利要求1所述的一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，其特征在于：所述步骤二中，机械旋转的旋转速度2～5转/min，正反向交替选转2～3小时，每10～20分钟一次换向。
8.根据权利要求1所述的一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，其特征在于：所述步骤三中，储放温度为25-50℃，储放时间72～120小时。
9.根据权利要求1所述的一种炭黑补强PTFE缝纫线及其制备方式，其特征在于：所述步骤六中，定型为加热板上贴服熨烫式复运行通过，加热温度320～360℃，行程1.8～2.4m，喂入速度1～3m/min，牵伸倍数1～1.5。
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