CN113046855B - 一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途，属于聚四氟乙烯长丝技术领域，采用裂割技术制备线密度为80‑200D、表面包缠枝状纤维的束状PTFE长丝。该工艺采用PTFE分散树脂粉末为原料，将其与助挤油剂航空煤油混合制备糊料，再经糊料静置、预成型、挤压成型、压延、除油、一次热牵伸、裂割、二次热牵伸、热定型工艺处理，制备获得线密度低、柔韧性好、表面包缠枝状纤维的束状PTFE长丝。

Description

一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途
技术领域
本发明属于聚四氟乙烯长丝技术领域，具体涉及一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途。
背景技术
聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)具有极好的化学稳定性，除熔融碱金属和自身氟化物，不溶于其他任何溶剂，有“塑料王”之称。同时， PTFE具有优异的耐高低温(-260℃～260℃)性能、低摩擦性能、表面不粘性能以及其他优异性能。独特的性能促使PTFE在工业除尘、石油化工过滤、氯碱工业过滤、质子交换膜等领域广泛应用。其中，氯碱工业离子交换膜、燃料电池质子交换膜常规结构为“微孔膜-机织布-微孔膜”的复合结构，中间的机织布通常由低线密度80-200D的PTFE长丝经机织加工制成。
由于极高的熔融粘度(1010～1011Pa·S)，PTFE长丝无法采用常规熔融挤出纺丝法制备，采用挤出法或裂割法制备。专利CN110158166A公布了一种氯碱离子交换膜用聚四氟乙烯单丝制备工艺，该工艺采用挤出法，利用加捻及多次牵伸工艺制备PTFE圆形长丝，该长丝线密度为80-200D。然而，该PTFE长丝截面为圆形且刚性较大，在织造交换膜骨架机织布时，长丝相互编织点处，存在凹凸结构使得PTFE圆形长丝机织布存在局部厚度不均匀，易致使机织布两面覆膜后存在交换膜的局部不均匀。
专利CN106637680A公布了一种基于裂膜法的聚四氟乙烯长丝无纺布及其制备工艺，该发明是采用PTFE膜裂纤维制备技术，将PTFE膜裂纤维束直接进行铺网、针刺加工以制备无纺布。该PTFE膜裂纤维束的单根纤维线密度较低
(0.2-20dtex)，但纤维束线密度较高(>1000D)，不适用于织造交换膜基布。专利CN110629303A公布了一种高强度低伸长聚四氟乙烯超细长丝的制造
工艺，该发明采用裂割技术制造线密度为450-500D的PTFE扁平长丝。该发明先将压延膜多次热牵伸、再进行裂割并加捻制成的线密度为450-500D的高强度低伸长的PTFE长丝。然而，由于线密度较高，该PTFE长丝不适用于织造交换膜基布。
现有技术中，采用挤出法制备的线密度为80-200D的PTFE圆形长丝刚性较大，织造制成的基布存在局部结构不匀；采用膜裂法制备的PTFE纤维束线密度较高(>1000D)、采用裂割法并多次牵伸压延膜制成的PTFE扁平长丝线密度也较高(450-500D)，均不适用作制备交换膜基布用PTFE长丝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺和用途，解决使用现有技术的PTFE圆形长丝刚性较大，织造制成的基布存在局部结构不匀，不适用作制备交换膜基布用PTFE长丝的技术问题。
本发明提供了一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝制备工艺，包括以下步骤：
S1.采用PTFE分散粉末为原料，并添加助挤油剂，两者按照质量比为100:10～30均匀混合获得糊料，然后将糊料置于温度为40℃-50℃的环境中 30-50小时；
S2.将所述静置糊料倒入预成型装置加压制成预成型体，再经挤压成型、压延加工获得厚度为150-300μm的压延膜；
S3.将所述压延膜输送至温度为220℃-270℃的箱体将助挤油剂蒸发，再经温度为350℃-400℃箱体进行一次热牵伸获得烧结膜，输入速度为8-10m/min，输出速度为40-50m/min；
S4.将所述烧结膜喂入裂割装置，经过裂割工艺得到表面包缠枝状纤维的初始PTFE长丝，喂入速度为40-50m/min；
S5.将所述初始PTFE长丝输送至温度为380℃-420℃箱体进行二次热牵伸，输入速度为40-50m/min，输出速度为100-120m/min；
S6.将所述经二次热牵伸的PTFE长丝喂入温度为400℃-430℃的箱体进行热定型以制备表面包缠枝状纤维的线密度为80-200D的束状PTFE长丝。
进一步的，所述PTFE分散粉末的数均分子量>1000万。
进一步的，所述包缠枝状纤维的长丝是指长丝边缘附有枝状纤维，且枝状纤维包缠PTFE长丝。
进一步的，所述的裂割工艺是将烧结膜裂割成8-30根的初始PTFE长丝。
进一步的，所述助挤油剂为航空煤油、工业白油或石蜡油。
进一步的，步骤S6中输入速度为100-120m/min，输出速度为120-140m/min。
一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝，使用上述步骤制得。
一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝，用于制备结构均匀的离子交换膜或质子交换膜用基布。
本发明的有益效果为：
1.本发明制备的束状PTFE长丝，在基布织造过程中，PTFE长丝内枝状纤维随织造作用发生自调整排列，能够避免长丝交织点处产生局部不均匀，有效提高基布均匀性；
2.本发明制备的束状PTFE长丝，柔韧性好，易于织造加工；
3.本发明制备的低线密度束状PTFE长丝适用于制备结构均匀的离子交换膜或质子交换膜用基布；
4.本发明织造制成的基布与微孔膜覆合，膜与基布的粘合点增多、接触面积增大，进一步提高交换膜的力学性能以及尺寸稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明束状PTFE长丝结构示意图；
图2为本发明束状PTFE长丝制备工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和展示的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本发明的实施方式提供了一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝及其制备工艺，包括以下步骤:
S1.采用数均分子量3500万的PTFE分散粉末为原料，采用航空煤油为助挤油剂，两者按照质量比为100:20均匀混合获得糊料，并将糊料置于温度为45℃的环境中40小时；
S2.将所述静置的糊料倒入预成型装置加压制成预成型体，再经挤压成型、压延加工获得厚度为200μm的压延膜；
S3.将所述压延膜输送至温度为250℃的箱体将助挤油剂蒸发，再经温度为 370℃箱体进行一次热牵伸获得烧结膜，输入速度为8m/min，输出速度为 40m/min；
S4.将所述烧结膜喂入裂割装置，将烧结膜裂割成18根的初始PTFE长丝且表面包缠枝状纤维，喂入速度为40m/min；
S5.将所述初始PTFE长丝输送至温度为400℃箱体进行二次热牵伸，输入速度为40m/min，输出速度为100m/min；
S6.将步骤S5中的经二次热牵伸的PTFE长丝喂入温度为420℃的箱体进行热定型以制备表面包缠枝状纤维的线密度为80-200D的束状PTFE长丝。其中，输入速度为100m/min，输出速度为120m/min。
经本工艺制得的束状PTFE长丝产品特点：(1)束状PTFE长丝线密度变异系数<8％，具有柔韧性。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.采用PTFE分散粉末为原料，PTFE分散粉末的数均分子量>1000万，并添加助挤油剂，两者按照质量比为100:10~30均匀混合获得糊料，然后将糊料置于温度为40℃-50℃的环境中30-50小时；
S2.将静置糊料倒入预成型装置加压制成预成型体，再经挤压成型、压延加工获得厚度为150-300μm的压延膜；
S3.将压延膜输送至温度为220℃-270℃的箱体将助挤油剂蒸发，再经温度为350℃-400℃箱体进行一次热牵伸获得烧结膜，输入速度为8-10m/min，输出速度为40-50m/min；
S4.将烧结膜喂入裂割装置，经过裂割工艺得到表面包缠枝状纤维的初始PTFE长丝，喂入速度为40-50m/min，所述的裂割工艺是将烧结膜裂割成8-30根的初始PTFE长丝；
S5.将初始PTFE长丝输送至温度为380℃-420℃箱体进行二次热牵伸，输入速度为40-50m/min，输出速度为100-120m/min；
S6.将经二次热牵伸的PTFE长丝喂入温度为400℃-430℃的箱体进行热定型以制备表面包缠枝状纤维的线密度为80-200D的束状PTFE长丝，二次热牵伸的输入速度为100-120m/min，输出速度为120-140m/min。
2.根据权利要求1所述的一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝制备工艺，其特征在于，所述包缠枝状纤维的长丝是指长丝边缘附有枝状纤维，且枝状纤维包缠PTFE长丝。
3.根据权利要求1所述的一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝制备工艺，其特征在于，所述助挤油剂为航空煤油、工业白油或石蜡油。
4.一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝，其特征在于，使用权利要求1-3任一项工艺制得。
5.根据权利要求4所述的一种低线密度束状聚四氟乙烯长丝，其特征在于，用于制备结构均匀的离子交换膜或质子交换膜用基布。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115058784B (zh) * 2022-06-24 2023-09-08 灵氟隆新材料科技江苏有限公司 一种高质量密度均匀度的聚四氟乙烯扁平长丝制备方法
CN115110168B (zh) * 2022-06-24 2024-04-12 苏州大学 一种质量密度均匀度高的聚四氟乙烯纤维的制造方法
CN116288778A (zh) * 2023-03-16 2023-06-23 南京英斯瑞德高分子材料股份有限公司 一种ptfe膜裂长丝合成纤维制造制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4231797B2 (ja) * 2003-01-20 2009-03-04 宇明泰化工股▲ふん▼有限公司 ポリテトラフルオロエチレン繊維の製造方法
JP5364461B2 (ja) * 2009-06-17 2013-12-11 宇明泰化工股▲ふん▼有限公司 ポリテトラフルオロエチレン実撚糸及びその製造方法
CN102787416B (zh) * 2012-05-02 2014-04-30 浙江格尔泰斯环保特材科技有限公司 聚四氟乙烯纤维网布及其制作方法
CN104073896B (zh) * 2014-07-18 2016-03-30 上海灵氟隆新材料科技有限公司 用于水刺滤料增强基布的聚四氟乙烯长丝的制备方法
CN104894675A (zh) * 2015-06-25 2015-09-09 常州万容新材料科技有限公司 高强度低伸长聚四氟乙烯长丝制造工艺
CN106637451A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 常州市兴诚高分子材料有限公司 聚四氟乙烯微纤维的制备方法
CN110424062B (zh) * 2019-07-31 2022-03-15 江苏华跃纺织新材料科技股份有限公司 一种聚四氟乙烯有色短纤维及其制备方法
CN110629303B (zh) * 2019-09-20 2021-07-20 常州华福环境科技股份有限公司 一种高强度低伸长聚四氟乙烯超细长丝的制造工艺

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