[发明专利]聚四氟乙烯微孔膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚四氟乙烯的制造方法，尤其是一种聚四氟乙烯微孔膜的制造方法。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)是一种高分子热塑性材料，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。尤其是随着现代工业化进程的快速发展，大气污染己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。由于聚四氟乙烯纤维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。因此由于聚四氟乙烯的不活泼性、不熔性、热稳定性等因素，对其加工带来很大的难度。现有的加工工艺制得的聚四氟乙烯薄膜，例如专利号为zl02108850.0名称为聚四氟乙烯微孔膜制造方法专利文件中公开的加工方法制得的聚四氟乙烯微孔膜，存在以下缺点：(1)薄膜的厚度做不到2微米以下，透气量小；(2)薄膜的厚度不均匀造成薄膜透气量不均匀。

发明内容

本发明的目的是提供一种孔隙率高、孔径细小、均匀性好、生产成本低的聚四氟乙烯微孔膜的制造方法。

实现本发明目的的聚四氟乙烯微孔膜的制造方法，包括如下步骤：

(1)将聚四氟乙烯微粉料与润滑剂均匀地混合；

(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)将混合好的原料进行预压成型；

(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拉伸机构进行双向热拉伸，采用先纵向热拉伸再横向热拉伸的双向拉伸方法制得聚四氟乙烯微孔膜；

(9)将经过双向热拉伸的聚四氟乙烯微孔膜进行热处理和定型，以确保其性能良好、成型稳定。

制造过程中干燥、纵向热拉伸、横向热拉伸到热处理、定型使用温度依次提高。

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，为后续的双向拉伸打好基础。

所述步骤(8)的纵向热拉伸温度为310℃～330℃；横向热拉伸温度为330℃～350℃；热拉伸温度的提高，有利于微孔膜孔径的增加；但温度过高反而对微孔膜的成型不利，合理掌握热拉伸的温度才能有效控制微孔膜的综合性能。

所述步骤(8)的热拉伸保持拉伸区的温度稳定和张力一致，拉伸比控制在1∶2～1∶10，拉伸速度为3m/min～10m/min。以确保微孔膜成形良好，孔隙率均匀、孔径稳定、强力均匀度好。

所述步骤(9)的热处理温度控制在375℃～410℃，微孔膜在热处理机内运行速度为0.5m/min～1.5m/min；在热定型时，采用恒定的张力，以确保微孔膜形态的稳定，最后再经过收卷装置制成规定卷装。

本发明的拉伸法聚四氟乙烯微孔膜的制造方法的优点如下：

(1)聚四氟乙烯微粉料，加入一种润滑剂，经过搅拌、静置有利于原料的充分混合。

(2)混合后的原料经过3次不同温度的挤压，使聚四氟乙烯产品更加均匀。

(3)从坯膜干燥、纵向热拉伸、横向热拉伸到热处理、定型使用梯度温度，对微孔膜的孔径、孔隙率等性能有显著改善；

(4)加工设备简单、操作方便、成品率高、生产成本低。