[发明专利]一种乙烯-四氟乙烯膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于氟塑料加工技术领域，具体涉及一种乙烯-四氟乙烯膜的制备方法，更确切的说，是关于一种孔径均匀、孔隙率优异的微孔无纺布膜的制备方法。采用静电纺丝法，经过纺织制得的乙烯-四氟乙烯膜，由于其具有优异的机械强度、耐候性、耐药品性、耐电弧性、介电性、非粘着性、疏水性和透气性，在实际应用中具有很高的可靠性和经济性。

背景技术

聚四氟乙烯是一种物化性能非常优良的高分子聚合物，其双向拉伸聚四氟乙烯微孔膜是聚四氟乙烯树脂在添加少量润滑剂的情况下，经过机械拉伸制得的。经过双向拉伸制备的聚四氟乙烯微孔膜具有由微原纤和节点形成的多孔结构，每平方毫米的面积上约有上千万个微孔，孔隙率高达80％以上，这种微孔结构构筑了薄膜特殊的性能，被成功应用于功能服装、环保除尘、医用、过滤等领域。

但是，其较差的机械性能影响了其在较为严格条件下的应用，例如建筑领域及化工领域。

乙烯-四氟乙烯树脂保持了聚四氟乙烯树脂良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时，耐辐射和机械性能有很大程度的改善，拉伸强度可达到50MPa，接近聚四氟乙烯的2倍。

该材料所制得的膜与其它氟塑料膜如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯及聚氟乙烯膜相比，机械性能和光学性能良好，耐候性强，特别适合露天使用，是透明建筑结构中品质优越的替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物（乙烯-四氟乙烯树脂）制成，其特有抗粘着表面使其具有高抗污，易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢。

乙烯-四氟乙烯膜材在国外已有20多年的应用历史。由于其极好的透光性能，特别适合建造需人工模拟自然环境的建筑如植物园以及运动场馆等。如荷兰Arnhiem动物园、英国的Hampshire网球与健身俱乐部、英国的伊甸园、德国的“Moby Dick”游泳池、瑞士苏黎世的Masoala雨林等建筑均采用乙烯-四氟乙烯膜。

发明内容

本发明的目的在于针对现有聚四氟乙烯微孔膜产品性能的不足，提供一种乙烯-四氟乙烯膜的制备方法，制得的膜材具有优异的机械强度、耐候性、耐药品性、耐电弧性、介电性、非粘着性、疏水性和透气性，弥补了聚四氟乙烯微孔膜机械强度较差的特点，并拓宽了乙烯-四氟乙烯膜材的应用范围，大大提高了其在实际应用中的可靠性，可以适用于高要求的实际工况。

为了制得具有优异机械性能的乙烯-四氟乙烯膜，本发明的技术方案中，采用静电纺丝法。在一定温度下，将一定质量配比的乙烯-四氟乙烯树脂溶于溶剂中制成纺丝液，然后通过静电纺丝设备将纺丝液喷出，在收集器上纺织成无纺布膜。经过上述工艺制得的乙烯-四氟乙烯膜具有优异的机械强度、耐候性、耐药品性、耐电弧性、介电性、非粘着性、疏水性和透气性。

本发明提出的一种乙烯-四氟乙烯膜的制备方法，采用乙烯-四乙烯膜设备进行制备，所述设备由混合料筒1、计量泵2、加热套筒4、毛细管5、泰勒锥6和收集器7组成，其中：混合料筒1的出料口通过计量泵2连接加热套筒4顶部，加热套筒4内设有毛细管5，加热套筒4底部喷丝口处设有泰勒锥6，泰勒锥6底部位于收集器7上方，加热套筒4连接高压电源3；

具体步骤如下： 

（1）纺丝液准备：在160-280℃温度下，将乙烯-四氟乙烯树脂和溶剂分别加入混合料筒内，制成纺丝液；其中：乙烯-四氟乙烯树脂与溶剂的质量比为1:(7-24)；

（2）纺丝：将步骤(1)所得纺丝液通过计量泵进入加热套筒，使用静电纺丝工艺，将纺丝液喷出成纤；

（3）收集：将收集器与加热套筒底部喷丝口保持5-200mm的接收距离，进行收集；

（4）成膜打包：收集的纤维在收集器上均匀分布，成膜后打包检验储存。

本发明中，步骤（1）中所述溶剂为己二酸二异丁酯（DIBA）。

本发明中，步骤（2）中所述静电纺丝使用的温度为160-280℃，所述计量泵使用的电压为10-30kV，所述计量泵流量为0.5-5.0mL/hr。

本发明中，乙烯-四氟乙烯树脂采用静电纺丝成纤的方法，制得的膜材机械强度得到提高，膜材的孔径及孔隙率可根据实际工况要求进行调整，工艺可控性好。本发明的乙烯-四氟乙烯膜制备工艺设备简单、成本低、工艺性好，可广泛应用于编织物衣料、医疗用品及其它工业用途。

附图说明

图1是本发明的工艺流程。

图2是本发明的工艺设备简图。