[发明专利]聚四氟乙烯短纤维的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚四氟乙烯纤维的制造方法，尤其是一种聚四氟乙烯短纤维的制造方法。

背景技术

聚四氟乙烯纤维是一种高分子热塑性材料。因其独特的全氟碳分子结构，聚四氟乙烯具有耐腐蚀、耐高低温性、摩擦系数低、不燃性(LOI为95％)等优点，在航天航空领域、工业、医疗和生活上有重要的应用。尤其随着现代工业化进程的快速发展，大气污染已成为一个日益严重的全球性问题，污染物的治理已成为一个重大课题，对于过滤材料的性能要求更高。聚四氟乙烯纤维由于具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、耐热性、高润滑不粘性、耐气候性与现有的用于过滤材料的纤维相比具有显著的优点，可广泛适用于各种烟气、粉尘、液体的过滤、净化处理，因此在除尘过滤领域的应用日趋广泛。

聚四氟乙烯虽然是热塑性高分子材料，但与一般热塑性高聚物不同，熔融时只会产生透明黏熔凝胶，而不会熔融流动，也不溶解于任何熔剂，因此对其加工带来很大的难度。现有的聚四氟乙烯纤维的加工工艺，例如专利号为zl200610026648.1，名称为一种聚四氟乙烯长纤维的制造方法生产的聚四氟乙烯纤维存在如下的缺点：1、纤维的强力和强力均匀度指标都不稳定；2、纤维的断裂伸长率指标不稳定，料性均匀度，定重均匀度等指标不稳定；3、定长纤维的克重不容易降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度、均匀性好、生产成本低的聚四氟乙烯短纤维的制造方法。

实现本发明的聚四氟乙烯短纤维的制造方法包括如下步骤：

(1)将聚四氟乙烯微粉料与液体润滑剂均匀地混合；

(2)将混合后的原料置入搅拌机构内匀速缓慢搅动，以利于原料充分混合；

(3)将搅拌均匀的混合料静置48～60小时；

(4)将混合好的原料经过预压成型；

(5)将预压成型的模料进行推压，压制成柱状模料；

(6)将推压后的柱状模料经过压延制成聚四氟乙烯基带，以利于后道工序加工；

(7)将压延后的聚四氟乙烯基带进行干燥，除去其中的润滑剂，以便于后道工序的拉伸；

(8)将干燥后的聚四氟乙烯基带引入热牵伸机构进行热牵伸；

(9)将热牵伸后的聚四氟乙烯基带引入分切机构进行分切；

(10)将分切好的单丝合并成束；

(11)将合并好的成束单丝经过两道热牵伸达到所需克重的聚四氟乙烯纤维；

(12)将牵伸后的聚四氟乙烯纤维束经过卷曲热定型，以确保其性能良好、成型稳定；

(13)将卷曲热定型后的并捻单丝送入切断机切断成短纤维；

(14)将切断后的短纤维，输送到开松机内进行开松。

制造过程中头道热牵伸、二道热牵伸到卷曲热定型的温度依次提高。

所述步骤(1)的润滑剂为航空煤油，所述聚四氟乙烯微粉与航空煤油的混合重量比为39∶11～21∶4。

所述步骤(2)的搅拌速度为2r/min～5r/min，搅拌温度为20℃～30℃，搅拌时间大于90min；所述步骤(3)的混合原料的静置是在40℃～60℃的温度下进行。

所述步骤(4)的预压成型是在预压机上进行的，预压压力为0.5MPa～0.8MPa，预压温度为20℃～30℃。

所述步骤(5)的推压是采用推压机压制成柱状模料，推压压力为3.5MPa～4.2MPa，推压温度为160℃～180℃。

所述步骤(6)的压延温度为45℃～55℃，线速度为0.5m/min～0.8m/min。

所述步骤(7)的干燥温度控制在300±10℃。干燥的目的是除去预成型制品中润滑助剂，为后续的热牵伸打好基础。

所述步骤(9)的分切机的线速度为0.8m/min～2.0m/min。

所述步骤(10)中并捻的捻度为10±1个/米，这样可以使分散的单丝合成一束，有利于后道工序的加工。

所述步骤(11)的热牵伸采用变频调速，牵伸比控制在1∶1400。

所述步骤(11)进行连续两次的热牵伸中头道热牵伸的温度控制在200℃～220℃；二道热牵伸的温度控制在240℃～260℃。二道热牵伸温度高于头道热牵伸温度，有利于单丝长度的增加；但温度过高反而对单丝的成型不利，合理掌握牵伸温度才能有效控制单丝的质量。

所述步骤(12)的卷曲热定型热处理定型是将经过牵伸后的聚四氟乙烯纤维导入高温定型区，所述聚四氟乙烯纤维在定型区内运行速度为5m/min，热定型温度控制在360±5℃，同时采用恒定的张力，以确保纤维形状的稳定，最后再经过收卷装置制成规定卷装。