高強(qiáng)度低伸長(zhǎng)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚四氟乙烯功能性材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率低的聚四氟乙烯長(zhǎng)絲的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)具有耐高溫、耐腐蝕、耐老化、不粘附、不水解等優(yōu)異特點(diǎn)，將其制造出長(zhǎng)絲，然后織成基布，被廣泛應(yīng)用于耐高溫、耐腐蝕針刺氈濾料，這種濾料是目前各類化學(xué)工業(yè)排放滿足氣體粉塵顆粒排放濃度<20mg/Nm3的首選濾料。將此濾料制成各種濾袋、濾板、濾芯以及除塵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)排放環(huán)保達(dá)標(biāo)的目標(biāo)。
[0003]濾料在濾塵器或除塵設(shè)備中，工況會(huì)使其受到頻繁的震動(dòng)和張力，如果濾料強(qiáng)度低、容易破損，濾料伸長(zhǎng)大，受力后就會(huì)松弛，影響工作性能。所以強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率是濾料最重要的質(zhì)量要求之一。
[0004]濾料的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都是濾料基布決定的，而基布是由長(zhǎng)絲織成的，所以長(zhǎng)絲的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率決定著濾料的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。目前國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的PTFE長(zhǎng)絲普遍存在強(qiáng)度不高、伸長(zhǎng)率過(guò)大的問(wèn)題，給濾料基布的織造工藝和質(zhì)量造成了不小的影響，濾料的質(zhì)量也難以提高。有的廠家生產(chǎn)的長(zhǎng)絲強(qiáng)度較高，但伸長(zhǎng)太大，還有的長(zhǎng)絲伸長(zhǎng)率較低，滿足了要求，但是強(qiáng)度又不夠，目前國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的聚四氟乙烯長(zhǎng)絲，其主要質(zhì)量指標(biāo):強(qiáng)度一般為26CN/tex (厘牛/特)，最高達(dá)36CN/tex，斷裂伸長(zhǎng)率一般在11?28%之間。而且都存在強(qiáng)度高了，伸長(zhǎng)率也增大；伸長(zhǎng)率小了，強(qiáng)度也降低這樣的指標(biāo)背離問(wèn)題。不能完全滿足聚四氟乙烯濾料用絲的強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率低的質(zhì)量要求，這給客戶造成了很大的困惑。因此，生產(chǎn)長(zhǎng)絲的廠家都在探索研宄生產(chǎn)工藝技術(shù)，引進(jìn)技術(shù)攻關(guān)研發(fā)，找出一種既能提高強(qiáng)度，又能降低斷裂伸長(zhǎng)率的聚四氟乙烯長(zhǎng)絲制造技術(shù)的新工藝、新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)的PTFE長(zhǎng)絲普遍存在強(qiáng)度不高、伸長(zhǎng)率過(guò)大的問(wèn)題而提供的一種高強(qiáng)度低伸長(zhǎng)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲制造工藝。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0007]高強(qiáng)度低伸長(zhǎng)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲的制備方法，由以下步驟組成，
[0008](I)選取制造聚四氟乙烯的原料和石蠟油，并將石蠟油的溫度控制在0° -5°，將原料放入石蠟油中存放8-10小時(shí)，與石蠟油混合均勻，得到經(jīng)低溫給油處理過(guò)的聚四氟乙稀混合料；
[0009](2)將經(jīng)過(guò)步驟⑴低溫給油處理過(guò)的聚四氟乙烯混合料放入58°C — 60°C的高溫環(huán)境中熟化6-8小時(shí)；
[0010](3)將步驟(2)中熟化過(guò)的聚四氟乙烯混合料放入模具內(nèi)，抽真空并進(jìn)行模壓成型，真空負(fù)壓為彡0.05MPa ；
[0011](4)將步驟(3)中經(jīng)過(guò)模壓成型的聚四氟乙烯混合料放置在推壓模腔內(nèi)推壓并連續(xù)擠出料條，控制料條的橫截面為扁圓形；
[0012](5)將步驟(4)中擠出的料條喂入壓延機(jī)內(nèi)，壓出薄膜，壓輥溫度為67— 72°C，壓延線速度為12—16m/min ；
[0013](6)將經(jīng)過(guò)步驟(5)壓延后的薄膜進(jìn)行兩次縱向加熱拉伸，第一次加熱拉伸時(shí)，加熱溫度為150— 220°C，拉伸倍率為2— 3倍，拉伸速度為1.5—4m/min，第二次加熱拉伸時(shí)，加熱溫度為380— 420°C，拉伸倍數(shù)為6— 8倍，拉伸速度為12 — 18m/min ；
[0014](7)將經(jīng)過(guò)步驟(6)加熱拉伸的薄膜，通過(guò)分切裝置分切成若干扁絲；
[0015](8)將步驟(7)中得到的扁絲，通過(guò)加捻機(jī)加捻制備成圓絲；
[0016](9)將步驟⑶中得到的圓絲于250— 380°C下進(jìn)行加熱拉伸定型，制備成不同規(guī)格的PTFE長(zhǎng)絲。
[0017]作為優(yōu)選，步驟(I)中聚四氟乙烯分散顆粒料與石蠟油混合時(shí)，石蠟油的加入量為聚四氟乙烯分散顆粒料質(zhì)量的5— 15 %。
[0018]作為優(yōu)選，步驟(5)中，壓出薄膜的厚度為0.25mm，寬度為300mm。
[0019]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明制造的聚四氟乙烯長(zhǎng)絲強(qiáng)度高達(dá)48— 52CN/tex，同時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率僅為6?10%，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率低的理想指標(biāo)，是聚四氟乙烯長(zhǎng)絲質(zhì)量的提升與突破；本發(fā)明采用真空模壓成型，大大減少了成型塑料中的空氣，提高了半制品的密度和均勻性，對(duì)后道推壓、壓延工序的制品質(zhì)量提高起到了關(guān)鍵的作用，對(duì)成品長(zhǎng)絲的強(qiáng)度提高貢獻(xiàn)很大；推壓擠出料條的截面為扁圓形，對(duì)壓延成膜的寬度提高和纖維縱向排列取向度的提高起到關(guān)鍵的作用；
[0020]本發(fā)明的工藝中，全部采用縱向拉伸，不進(jìn)行橫向拉伸，特別是采用高溫、高拉伸速度、高拉伸倍數(shù)、以及高密度的“四高”工藝，對(duì)降低斷裂延伸率起到了關(guān)鍵的作用。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例
[0023](I)選取聚四氟乙烯顆粒，將顆粒原料放入石蠟油中存放8-10小時(shí)，并將石蠟油的溫度控制在0° -5°，待顆粒與石蠟油混合均勻，得到經(jīng)低溫給油處理過(guò)的聚四氟乙烯混合料；
[0024](2)將經(jīng)過(guò)步驟⑴低溫給油處理過(guò)的聚四氟乙烯混合料放入58°C — 60°C的高溫環(huán)境中熟化6-8小時(shí)；
[0025](3)將步驟(2)中熟化過(guò)的聚四氟乙烯混合料放入模具內(nèi)，抽真空并進(jìn)行模壓成型，真空負(fù)壓為彡0.05MPa ；
[0026](4)將步驟(3)中經(jīng)過(guò)模壓成型的聚四氟乙烯混合料放置在推壓模腔內(nèi)推壓并連續(xù)擠出料條，控制料條的橫截面為扁圓形；
[0027](5)將步驟(4)中擠出的料條喂入壓延機(jī)內(nèi)，壓出薄膜，壓輥溫度為67— 72°C，壓延線速度為12—16m/min ；
[0028](6)將經(jīng)過(guò)步驟(5)壓延后的薄膜進(jìn)行兩次縱向加熱拉伸，第一次加熱拉伸時(shí)，加熱溫度為150— 220°C，拉伸倍率為2— 3倍，拉伸速度為1.5—4m/min，第二次加熱拉伸時(shí)，加熱溫度為380— 420°C，拉伸倍數(shù)為6— 8倍，拉伸速度為12 — 18m/min ；
[0029](7)將經(jīng)過(guò)步驟(6)加熱拉伸的薄膜，通過(guò)分切裝置分切成若干扁絲；
[0030](8)將步驟(7)中得到的扁絲，通過(guò)加捻機(jī)加捻制備成圓絲；
[0031](9)將步驟⑶中得到的圓絲于250— 380°C下進(jìn)行加熱拉伸定型，制備成不同規(guī)格的PTFE長(zhǎng)絲。
[0032]步驟⑴中聚四氟乙烯分散顆粒料與石蠟油混合時(shí)，石蠟油的加入量為聚四氟乙烯分散顆粒料質(zhì)量的5— 15%。
[0033]步驟(5)中，壓出薄膜的厚度為0.25mm，寬度為300mm。
[0034]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域內(nèi)普通的技術(shù)人員的簡(jiǎn)單更改和替換都是本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高強(qiáng)度低伸長(zhǎng)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲的制備方法，其特征在于:由以下步驟組成， (1)選取制造聚四氟乙烯的原料和石蠟油，并將石蠟油的溫度控制在0°-5°，將原料放入石蠟油中存放8-10小時(shí)，與石蠟油混合均勻，得到經(jīng)低溫給油處理過(guò)的聚四氟乙烯混合料； (2)將經(jīng)過(guò)步驟(I)低溫給油處理過(guò)的聚四氟乙烯混合料放入58°C— 60°C的高溫環(huán)境中熟化6-8小時(shí)； (3)將步驟(2)中熟化過(guò)的聚四氟乙烯混合料放入模具內(nèi)，抽真空并進(jìn)行模壓成型，真空負(fù)壓為彡0.05MPa ； (4)將步驟(3)中經(jīng)過(guò)模壓成型的聚四氟乙烯混合料放置在推壓模腔內(nèi)推壓并連續(xù)擠出料條，控制料條的橫截面為扁圓形； (5)將步驟(4)中擠出的料條喂入壓延機(jī)內(nèi)，壓出薄膜，壓輥溫度為67—72°C，壓延線速度為 12—16m/min ； (6)將經(jīng)過(guò)步驟(5)壓延后的薄膜進(jìn)行兩次縱向加熱拉伸，第一次加熱拉伸時(shí)，加熱溫度為150— 220°C，拉伸倍率為2— 3倍，拉伸速度為1.5—4m/min，第二次加熱拉伸時(shí)，加熱溫度為380— 420 °C，拉伸倍數(shù)為6— 8倍，拉伸速度為12 — 18m/min ； (7)將經(jīng)過(guò)步驟(6)加熱拉伸的薄膜，通過(guò)分切裝置分切成若干扁絲； (8)將步驟(7)中得到的扁絲，通過(guò)加捻機(jī)加捻制備成圓絲； (9)將步驟(8)中得到的圓絲于250—380°C下進(jìn)行加熱拉伸定型，制備成不同規(guī)格的PTFE長(zhǎng)絲。2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低伸長(zhǎng)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲的制備方法，其特征在于:步驟(I)中聚四氟乙烯分散顆粒料與石蠟油混合時(shí)，石蠟油的加入量為聚四氟乙烯分散顆粒料質(zhì)量的5 — 15%。3.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低伸長(zhǎng)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲的制備方法，其特征在于:步驟(5)中，壓出薄膜的厚度為0.25mm，寬度為300mm。
【專利摘要】本發(fā)明屬于聚四氟乙烯功能性材料制備領(lǐng)域，是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)的PTFE長(zhǎng)絲普遍存在強(qiáng)度不高、伸長(zhǎng)率過(guò)大的問(wèn)題而提供的一種高強(qiáng)度低伸長(zhǎng)聚四氟乙烯長(zhǎng)絲制造工藝。由以下步驟組成：低溫給油處理；熟化處理；模壓成型；擠料條；加熱拉伸；分切；制絲；拉伸定型。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明制造的聚四氟乙烯長(zhǎng)絲強(qiáng)度高達(dá)48—52CN/tex，同時(shí)斷裂伸長(zhǎng)率僅為6～10％，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率低的理想指標(biāo)，是聚四氟乙烯長(zhǎng)絲質(zhì)量的提升與突破；本發(fā)明采用真空模壓成型，大大減少了成型塑料中的空氣，提高了半制品的密度和均勻性，對(duì)后道推壓、壓延工序的制品質(zhì)量提高起到了關(guān)鍵的作用。
【IPC分類】D01D13/00, D01F1/10, D01F6/48, D01D5/42
【公開(kāi)號(hào)】CN104894675
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510359600
【發(fā)明人】王國(guó)芳
【申請(qǐng)人】常州萬(wàn)容新材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月25日