一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法。將分散型聚四氟乙烯樹脂和助擠劑均勻混和，經(jīng)過擠出、壓延、拉伸、燒結(jié)等工藝制備高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜。通過柱塞擠出機口模的長徑比、錐角及壓縮比控制分散型聚四氟乙烯樹脂在擠出過程中受到的剪切力，同時消除聚四氟乙烯基帶縱向拉伸后的殘余內(nèi)應(yīng)力，以此共同精確控制聚四氟乙烯微孔膜的最大孔徑，提高其在分離過程中的過濾精度。
【專利說明】一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚四氟乙烯微孔膜的制備方法，具體涉及一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]膜分離過程因其高效、環(huán)保等特點已被廣泛用于過濾領(lǐng)域。膜分離用膜組件形式主要包括板框式、中空纖維式、卷式和管式，所采用的膜材料形式分別為平板膜、中空纖維膜、卷式膜和管式膜。聚四氟乙烯乙烯平板膜具有孔隙率高、孔徑可調(diào)、耐高低溫、耐腐蝕、耐微生物侵襲等特點，在膜分離領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用價值。聚四氟乙烯平板膜又可稱為微孔膜、微孔薄膜、微孔濾膜或薄膜。平板膜加工流程主要包括分散型聚四氟乙烯樹脂和助擠劑混和、熟化、糊料擠出、壓延、脫脂、拉伸、燒結(jié)定型等工序，其中拉伸可采用單向或雙向拉伸。為加工孔隙率發(fā)達(dá)的聚四氟乙烯平板膜，大都采用雙向拉伸的方法，即先縱向后橫向的方法。分散型聚四氟乙烯樹脂在加工過程中受到剪切力、拉力作用形成原纖-結(jié)點結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的周期性排布構(gòu)成聚四氟乙烯平板膜的微孔結(jié)構(gòu)，其與聚四氟乙烯平板膜在應(yīng)用中的整體性能關(guān)系密切。
[0003]聚四氟乙烯微孔薄膜用于制造防水透濕服裝時，其微孔結(jié)構(gòu)和厚度的均勻性與服裝的性能和檔次直接相關(guān)。專利(ZL200910311264.8)公開了通過調(diào)節(jié)拉伸倍數(shù)控制平板膜平均孔徑的方法；并且通過定點溫度補償，局部溫度迅速補償，基本消除弓曲現(xiàn)象以此得到微孔結(jié)構(gòu)均勻的平板膜；采用的口模長徑比為20?40，錐角為3(Γ50°，壓縮比為140?160，口模參數(shù)的作用描述不清晰。專利(ZL201010195856.0)公開了采用一定水壓的冷卻水迅速噴淋熱定型后的聚四氟乙烯微孔薄膜的方法，以此制備了微孔孔徑及尺寸穩(wěn)定的聚四氟乙烯微孔薄膜。此外，專利(ZL201010289037.2)公開了通過分切聚四氟乙烯微孔濾膜制造聚四氟乙烯纖維的方法，加工過程中口模的長徑比為2(Γ40，錐角為3(Γ50，壓縮比為140^160, 口模參數(shù)的作用描述也不清晰。
[0004]然而，當(dāng)聚四氟乙烯微孔膜用于醫(yī)藥等高過濾精度過濾行業(yè)時，對聚四氟乙烯微孔膜中的最大孔徑要求高，以此保證過濾精度。綜合以上專利公開技術(shù)，大都通過拉伸倍數(shù)、熱定型后的淬火等途徑控制孔徑。
[0005]鑒于以上背景，本發(fā)明提供了一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法，該方法能精確控制聚四氟乙烯微孔膜的最大孔徑，該方法是將分散型聚四氟乙烯樹脂和助擠劑混和，經(jīng)過擠出、壓延、拉伸、燒結(jié)等工藝組成。
[0007]具體的，本發(fā)明的一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法，包括以下步驟:
(I)聚四氟乙烯基帶:將分散型聚四氟乙烯樹脂和助擠劑按質(zhì)量比1:0.2^0.3均勻混和，在2(T40°C的溫度下靜置96?144小時，然后在4(T80°C的溫度下靜置1(Γ?6小時，在2(T30°C下，在壓坯機上壓制成圓柱體毛坯，在4(T60°C下，圓柱體毛坯通過裝有口模的柱塞擠出機擠出棒狀物，然后棒狀物經(jīng)壓延機在4(T60°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；
(2)未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜:將所述聚四氟乙烯基帶在18(T30(TC的烘箱中進(jìn)行縱向拉伸2-5倍，30^600C的溫度下放置24?48小時，再進(jìn)行橫向拉伸2-5倍，得到未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜；
(3)高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜:將所述未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜在250-340°C下燒結(jié)，時間1(Γ30秒，獲得孔徑為0.03-1微米的高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜。
[0008]所述的分散型聚四氟乙烯樹脂的結(jié)晶度為98、9.9%、分子量為200萬?1000萬。采用市售產(chǎn)品，如巨化集團的188、118，日本大金公司的F106。
[0009]所述的液體潤滑劑為液體石蠟、石油醚或煤油。
[0010]所述的柱塞擠出機口模長徑比L/D為20?50，錐角α為25?63°，壓縮比d2/D2為140?300。
[0011]本發(fā)明與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法，具有的有益效果是:
(I)本發(fā)明通過調(diào)節(jié)柱塞擠出機口模的長徑比、錐角及壓縮比，從而控制分散型聚四氟乙烯粒子在擠出過程中受到的剪切力，以此控制原纖的排列方向；與此同時，聚四氟乙烯基帶縱向拉伸后在一定溫度范圍內(nèi)放置能使其松弛并消除殘余內(nèi)應(yīng)力，保證其在后續(xù)的橫向拉伸過程中被均勻拉伸，以上兩點共同控制聚四氟乙烯微孔膜的最大孔徑。若無此松弛過程，局部存在內(nèi)應(yīng)力的縱向拉伸后聚四氟乙烯基帶在橫向拉伸過程中會被過度拉伸，形成大孔，不利于控制聚四氟乙烯微孔膜中的最大孔徑。
[0012](2)本發(fā)明通過控制壓縮比提高擠出棒狀物的力學(xué)性能，從而提高最終微孔膜的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。
[0013]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為柱塞擠出機口模示意圖【具體實施方式】實施例一:
(1)聚四氟乙烯基帶:將巨化集團的188分散型聚四氟乙烯樹脂和液體石蠟按質(zhì)量比1:0.2均勻混和，在20°C的溫度下靜置96小時，然后在40°C的溫度下靜置10小時，在20°C下，在壓坯機上壓制成圓柱體毛坯，在40°C下，圓柱體毛坯通過柱塞擠出機擠出棒狀物，柱塞擠出機口模長徑比為50，錐角為63 °，壓縮比為300，然后棒狀物經(jīng)壓延機在60 V下壓延成聚四氟乙烯基帶；
(2)未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜:將所述聚四氟乙烯基帶在180°C的烘箱中縱向拉伸2倍，30°C的溫度下放置24小時再橫向拉伸2倍，得到未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜；
(3)高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜:將所述未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜在340°C下燒結(jié)，時間10秒，獲得孔徑為0.03微米的高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜。
[0014]實施例二:
(I)聚四氟乙烯基帶:將巨化集團的118分散型聚四氟乙烯樹脂和石油醚按質(zhì)量百分比1:0.3均勻混和，在40°C的溫度下靜置144小時，然后在80°C的溫度下靜置16小時，在30°C下,在壓還機上壓制成圓柱體毛還，在60 °C下，圓柱體毛還通過柱塞擠出機擠出棒狀物，柱塞擠出機口模長徑比為20，錐角為25。，壓縮比為140，然后棒狀物經(jīng)壓延機在40°C下壓延成聚四氟乙烯基帶；
(2)未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜:將所述聚四氟乙烯基帶在300°C的烘箱中縱向拉伸5倍，60°C的溫度下放置48小時再橫向拉伸5倍，得到未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜；
(3)高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜:將所述未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜在250°C下燒結(jié)，時間30秒，獲得孔徑為I微米的高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜。
【權(quán)利要求】
1.一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法，包括以下制備步驟: (1)聚四氟乙烯基帶:將分散型聚四氟乙烯樹脂和助擠劑按質(zhì)量比1:0.2^0.3均勻混和，在2(T40°C的溫度下靜置96?144小時，然后在4(T80°C的溫度下靜置1(Γ?6小時，在2(T30°C下，在壓坯機上壓制成圓柱體毛坯，在4(T60°C下，圓柱體毛坯通過裝有口模的柱塞擠出機擠出棒狀物，然后棒狀物經(jīng)壓延機在4(T60°C下壓延成聚四氟乙烯基帶； (2)未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜:將所述聚四氟乙烯基帶在18(T30(TC的烘箱中進(jìn)行縱向拉伸2-5倍，30^600C的溫度下放置24?48小時，再進(jìn)行橫向拉伸2_5倍，得到未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜； (3)高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜:將所述未燒結(jié)聚四氟乙烯微孔膜在250-340°C下燒結(jié)，時間1(Γ30秒，獲得孔徑為0.03-1微米的高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法，其特征在于:所述的液體潤滑劑為液體石蠟、石油醚或煤油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高過濾精度聚四氟乙烯微孔膜的制備方法，其特征在于:所述的柱塞擠出機口模長徑比L/D為2(Γ50，錐角α為25飛3°，壓縮比d2/D2為140?300。
【文檔編號】B01D71/36GK104415672SQ201310365954
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】凌建福, 郭玉海, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:黃天宇, 凌建福, 郭玉海