[发明专利]一种余热换热器用改性聚四氟乙烯管的制备方法

说明书

本发明公开了一种余热换热器用改性聚四氟乙烯管的制备方法，此方法是以PTFE树脂与可熔性含氟树脂混合作为原料，经过推压成型工艺制得。本发明通过引入可熔性含氟树脂进行改性，改进了余热换热器用PTFE管的柔韧性和抗渗透性，管子可弯曲的半径更小，使余热换热器的结构紧凑、体积小。本发明具有工艺简单、成本低、产品性能好的优点。

技术领域

本发明涉及一种余热换热器用改性聚四氟乙烯管的制备方法，属于PTFE加工技术领域。

背景技术

现阶段，火力发电厂提供了全国80％以上的电能，同时也消耗了全国近60％的燃煤和20％的工业水。我国燃煤火电机组中锅炉的排烟温度普遍在125～150℃，褐煤锅炉在170℃左右，排烟温度高是一个普遍的现象，由此造成了巨大的经济损失。在“节能减排”压力下，电厂开始利用烟气余热换热器，用于吸收锅炉烟气热量，使烟气的温度再降低40～50℃，从而提高能源效率、减少煤炭消耗，并取得了很好的成效。目前，余热换热器换热管一般为金属材质，在电厂燃煤过程中产生大量的SO₂、SO₃，在低温排烟过程中部分SO₂、SO₃会形成亚硫酸、硫酸，使金属管遭到严重腐蚀，造成金属换热器使用寿命短(2～3年)，且腐蚀的金属管不易更换，维修成本高，因此安装金属材质的余热换热器后投资回报收益非常低。

聚四氟乙烯(PTFE)俗称“塑料王”，具有极为优越的化学稳定性、相当高的热稳定性、适中的机械强度和理想的防粘性，它可以在-195～260℃的温度范围内和腐蚀性极强的任何酸、碱、氧化剂、溶剂等介质中使用，且不易结垢。用PTFE管作为余热换热器换热管，虽然导热系数较低，但通过采用小管径，薄壁厚的PTFE管，其热阻小，不易结垢，可以补偿导热系数差的缺点。同时余热换热器结构紧凑，体积小重量轻，因而建设要求低。由于PTFE管可有效避免被腐蚀，使得余热换热器可满负荷状态下运行15年以上，使用PTFE管的余热换热器设备投资回收一般需要3-5年，由此可见，其收益期大于10年，具有很高的投资收益价值。

余热换热器用PTFE管一般使用分散PTFE树脂，采用推压成型工艺加工而成。推压成型又称糊状挤出成型，一般包括混合助挤剂、浸润熟化、预压制坯、推压挤出、脱油干燥、高温烧结等步骤，在钱知勉等主编的《氟塑料加工与应用》和张永明等编著的《含氟功能材料》中都有详细描述。此外中国专利公开号CN104972682A、中国专利公开号CN105522721A、中国专利公开号CN102825792A等专利都涉及余热换热器用改性PTFE管的制造方法。

但纯PTFE制备的换热管的柔韧性较差，不耐弯折和震荡，因此需要通过改性提高其柔韧性，从而使PTFE管的可弯曲的半径更小，使余热换热器的结构更紧凑，此外还可提高对SO₂、SO₃等气体的抗渗透性。

如中国专利公开号CN106554589A公开了一种增强型聚四氟乙烯分散树脂管，包括以下质量百分比的原料：聚四氟乙烯分散树脂78～97％、碳化硅微粉3～22％。该发明在聚四氟乙烯分散树脂中适当填充碳化硅微粉，能平衡纯聚四氟乙烯分散树脂各项指标，改善和提高纯聚四氟乙烯分散树脂管在低压换热器中的各项性能指标，不足之处是柔韧性没有得到改善。

又如中国专利公开号CN102099416A公开了一种共混含氟聚合物组合物，由PTFE水性分散体与可熔融加工的含氟聚合(MPF)如氟代乙烯丙烯或全氟丙基乙烯基醚水性分散液共混，再干燥得到共混含氟聚合物。分散体的共混有利于PTFE和MPF在亚微米水平上相互作用，以有利于充分混合，从而在干燥共混含氟聚合物组合物时，形成表示含氟聚合物的真正合金的晶体结构，所述晶体结构具有与各含氟聚合物不同的熔融特性。不足之处是该共混含氟聚合物组合物用于涂料领域以改善涂层的抗渗性、耐沾染性、耐磨性、光滑度和更高接触角度，并不适用于糊状挤出加工换热管。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种工艺简单、成本低、产品性能好的余热换热器用改性聚四氟乙烯管的制备方法。