一種聚四氟乙烯隔熱防腐膜材制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001] 本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚四氟乙烯隔熱防腐膜材及其制備方法，主 要應(yīng)用于可拆卸保溫隔熱套、管道、管件、設(shè)備保溫隔熱外防護(hù)材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 在冷熱介質(zhì)流動(dòng)的管件如彎頭、法蘭、閥門、儀表，設(shè)備如橡塑擠出機(jī)、注射機(jī)、火 電核電汽輪機(jī)組等熱力部分不能采用常規(guī)的保溫方法，而使用可拆卸式保溫套，該保溫套 由保溫內(nèi)芯和防護(hù)外套組成，防護(hù)外套一般采用玻璃纖維布或玻璃纖維布涂覆硅橡膠的織 物，玻璃纖維布保溫效果差、強(qiáng)度低、不防水，玻璃纖維易對(duì)人體造成傷害；玻璃纖維布涂覆 硅橡膠織物強(qiáng)度低、耐老化性能和耐腐蝕性差、易沾水、沾油、沾灰。在冷熱介質(zhì)流動(dòng)的管道 上，通常需要在表面安裝保溫材料，有效減少熱損失。傳統(tǒng)使用的保護(hù)層主要有玻璃鋼、塑 料、鋁合金板、不銹鋼板等材料，該類材料大都需要根據(jù)管道尺寸預(yù)先定制，內(nèi)部還必須設(shè) 置防水層，制造成本高，運(yùn)輸、安裝不便、防水效果差、易腐蝕，且其硬度較大，一次安裝使用 后，不利于拆卸反復(fù)使用，并且玻璃鋼、塑料耐老化性能差，金屬材質(zhì)易腐蝕，使用壽命均較 低。目前尚未提出很好的解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種性能優(yōu)異，加工方便的聚四氟乙 烯隔熱防腐膜材及其制備方法，。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種聚四氟乙烯隔熱防腐膜材，所述隔熱防腐膜材厚 度0. 34-0. 80mm，共含有四層結(jié)構(gòu)，從里到外依次為纖維布、底層、結(jié)構(gòu)層、表面層。
[0005] 進(jìn)一步地，所述纖維布為玻璃纖維紡織布、碳纖維紡織布、玄武巖纖維紡織布、芳 綸纖維紡織布、聚酰亞胺纖維紡織布中的任意一種，纖維布厚度為0. 18-0. 30mm。
[0006] 進(jìn)一步地，所述底層厚度為0. 05-0. 15醒，底層按重量百分比包括PTFE乳液 10-50%、偶聯(lián)劑 0? 2-1%、去離子水 49-89. 8%。
[0007] 進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑、鋁酸酯類偶聯(lián)劑、硼酸 酯類偶聯(lián)劑一種或幾種混合物。
[0008] 進(jìn)一步地，所述結(jié)構(gòu)層厚度為0. 10-0. 30醒，結(jié)構(gòu)層按重量百分比包括PTFE乳液 80-90%、無機(jī)增稠劑2-8%、有機(jī)增稠劑1-5%、4微米空心玻璃微珠1-2%、顏料0. 5-2%、去離子 水 1-15. 5%〇
[0009] 進(jìn)一步地，所述無機(jī)增稠劑為二氧化硅、膨潤(rùn)土、硅酸鋁、海泡石一種或幾種混合 物。
[0010] 進(jìn)一步地，所述有機(jī)增稠劑為聚丙烯酸類。
[0011] 進(jìn)一步地，所述表面層厚度為〇. 01-0. 05醒，表面層按重量百分比包括PTFE乳液 90-95%、去離子水 5-10%。
[0012] -種聚四氟乙烯隔熱防腐膜材的制備方法，包括以下步驟：⑴底層制備： ①PTFE底層分散液制備，取PTEE乳液、偶聯(lián)劑和去離子水，慢速攪拌至均勻； ② 單面浸漬處理形成底層，將纖維布以0. 5-6米/分的線速度進(jìn)入浸漬設(shè)備中，使纖維 布一面浸沒在底層分散液中進(jìn)行浸漬，再進(jìn)入烘箱，依次通過烘箱的一、二烘干區(qū)烘干后卷 取，一區(qū)烘干溫度為80-120°C，二區(qū)烘干溫度為100-240°C，在纖維布的一面形成浸漬厚度 為0? 05-0. 15mm的底層； ⑵結(jié)構(gòu)層制備： ① 結(jié)構(gòu)層漿料制備，取無機(jī)增稠劑、4微米空心玻璃微珠、顏料和去離子水，快速攪拌至 均勻后，將其加入PTFE乳液中，慢速攪拌均勻，靜置1小時(shí)；重新進(jìn)行慢速攪拌，同時(shí)緩慢加 入有機(jī)增稠劑，攪拌均勻后放置1小時(shí)，測(cè)量粘度為〇. 5-2Pa.s; ② 單面涂覆處理形成結(jié)構(gòu)層，將浸漬底層的纖維布以〇. 5-6米/分的線速度進(jìn)入涂覆 設(shè)備中，在底層一面涂覆結(jié)構(gòu)層漿料，再進(jìn)入烘箱，依次通過烘箱的一、二烘干區(qū)烘干后卷 取，一區(qū)烘干溫度為100-150°C，二區(qū)烘干溫度為120-280°C，在纖維布底層上形成厚度為 0? 10-0. 30mm的結(jié)構(gòu)層； ⑶表面層制備： ①PTFE表面層分散液制備，取PTEE乳液和去離子水，慢速攪拌至均勻； ② 單面浸漬處理形成表面層，將經(jīng)過上述涂覆有結(jié)構(gòu)層的纖維布以1-8米/分的線速 度進(jìn)入浸漬設(shè)備中，使涂覆有結(jié)構(gòu)層的一面浸沒在表面層分散液中進(jìn)行浸漬，再進(jìn)入烘箱， 依次通過烘箱的一、二、三烘干區(qū)烘干后卷取，一區(qū)烘干溫度為80-120°C，二區(qū)烘干溫度為 100-240°C，三區(qū)烘干溫度為280-380°C，在纖維布結(jié)構(gòu)層上形成浸漬厚度為0. 01-0. 05mm 的表面層，浸漬表面層后一次高溫?zé)Y(jié)塑化成品即為聚四氟乙烯隔熱防腐膜材。
[0013] 再進(jìn)一步地，所述PTFE乳液固含量為45-65%。
[0014] 本發(fā)明聚四氟乙烯隔熱防腐膜材設(shè)計(jì)過程中，對(duì)材料的力學(xué)性能、熱力學(xué)性能、防 水性能進(jìn)行了綜合考慮。本發(fā)明通過在PTFE底層分散液中添加偶聯(lián)劑，提高了纖細(xì)和PTFE 樹脂的潤(rùn)濕效果，有效改進(jìn)了產(chǎn)品的剝離性能；采用無機(jī)增稠劑和有機(jī)增稠劑配合使用， 克服了單一無機(jī)增稠劑添加量過大、單一有機(jī)增稠劑在加工溫度下分解影響產(chǎn)品性能的缺 陷，無機(jī)增稠劑還能降低產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)，改善隔熱效果；PTFE表面層分散液采用PTFE乳液 加去離子水稀釋，保證產(chǎn)品表面致密性，防水效果好，表面光潔度高；在浸漬底層、涂覆結(jié)構(gòu) 層后不進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)完全塑化，而處于半塑化狀態(tài)，浸漬表面層后一次高溫?zé)Y(jié)塑化，使保 證了結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度，又使結(jié)構(gòu)層存在微氣泡結(jié)構(gòu)，降低了導(dǎo)熱系數(shù)。本發(fā)明無需額外配置復(fù)雜 的加工設(shè)備，僅對(duì)現(xiàn)有浸漬設(shè)備和涂覆設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn)。
[0015] 經(jīng)本方法制造的聚四氟乙烯隔熱防腐膜材充分發(fā)揮聚四氟乙烯塑料王性能和纖 維布增強(qiáng)協(xié)同作用，具有保溫效果好，常溫下導(dǎo)熱系數(shù)只有0. 025W/M?K- 0. 055W/M?K; 耐高低溫，耐高溫280°C，耐低溫負(fù)70°C;化學(xué)穩(wěn)定性好，耐各種化學(xué)腐蝕，防蟲蛀，防霉變； 防火阻燃，防火A級(jí)-不燃；耐老化性能好，使用壽命20年以上；自潔性能好，不沾水、不沾 油；防水，與水的接觸角為118度，憎水性好；強(qiáng)度高，柔軟又有韌性，易彎曲包扎，易裁剪成 各種形狀。
[0016] 本發(fā)明具有耐高低溫、隔熱，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕、防火阻燃，防蟲防霉，耐老化、 抗紫外線，機(jī)械強(qiáng)度高，防水、防油，具有自清潔功能、柔軟、有韌性，耐折易彎曲、可反復(fù)拆 卸、重復(fù)使用等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于制作可拆卸式管道、閥門等管件、機(jī)械設(shè)備、儀器儀表保 溫隔熱套；也可用于管道、閥門等管件、機(jī)械設(shè)備、儀器儀表保溫層外防護(hù)材料。
【具體實(shí)施方式】 以下將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]
[0018] 實(shí)施例一 ⑴單面浸漬處理形成底層。PTFE底層分散液按重量百分比配比：固含量60%的PTFE乳液10%、KH550硅烷偶聯(lián)劑0. 5%、去離子水89. 5%。將PTEE乳液、硅烷偶聯(lián)劑和去離子水 加入容器中，攪拌速度80轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌至各組分分散均勻；將PTFE底層分散液加入浸漬 設(shè)備料槽內(nèi)，再將厚度0. 2mm的玻璃纖維布卷繞在浸漬設(shè)備的傳動(dòng)軸上，然后半包在料槽 內(nèi)的浸漬輥上，使纖維布一面與PTFE底層分散液接觸進(jìn)行單面浸漬處理，通過厚度調(diào)節(jié)輥 控制底層浸漬厚度后，進(jìn)入烘箱，依次通過烘箱的一、二個(gè)區(qū)，烘箱設(shè)定溫度第一區(qū)l〇〇°C、 第二區(qū)220°C，以3. 5米/分鐘的線速度經(jīng)過烘箱除去水份和助劑后卷取，底層浸漬厚度為 0.06醒。⑵單面涂覆處理形成結(jié)構(gòu)層。結(jié)構(gòu)層漿料按重量百分比配比：PTFE乳液90%、二 氧化硅3%、水性丙烯酸增稠劑2%、4微米空心玻璃微珠2%、水性灰色顏料色漿1%、去離子水 2% ;將二氧化硅、4微米空心玻璃微珠、水性灰色顏料色漿和去離子水加入容器中，攪拌速 度1000-2000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)至均勻后，再加入PTFE乳液，攪拌速度80轉(zhuǎn)/分鐘，攪 拌0. 5小時(shí)并靜置1小時(shí)后，邊攪拌邊緩慢加入水性丙烯酸增稠劑，攪拌速度80轉(zhuǎn)/分鐘， 攪拌至各組分分散均勻無沉底、凝結(jié)現(xiàn)象，靜置1小時(shí)，粘度為I. 4Pa.s;將結(jié)構(gòu)層漿料加入 涂覆設(shè)備料槽內(nèi)，再將浸漬底層的玻璃纖維布卷繞在涂覆設(shè)備的傳動(dòng)軸上，采用刮刀或輥 涂方法在底層一面涂覆結(jié)構(gòu)層漿料，進(jìn)入烘箱，依次通過烘箱的一、二個(gè)區(qū)，烘箱設(shè)定溫度 第一區(qū)120°C、第二區(qū)260°C，以3米/分鐘的線速度經(jīng)過烘箱除去水份和助劑后卷取，結(jié)構(gòu) 層浸漬厚度為〇. 2mm。⑶單面浸漬處理形成表面層。PTFE表面層分散液按重量百分比配比： PTFE乳液90%、去離子水10%。將PTEE乳液、去離子水加入容器中，攪拌速度80轉(zhuǎn)/分鐘， 攪拌至各組分分散均勻；將PTFE表面層分散液加入浸漬設(shè)備料槽內(nèi)，再將涂覆結(jié)構(gòu)層的玻 璃纖維布卷繞在浸漬設(shè)備的傳動(dòng)軸上，然后半包在料槽內(nèi)的浸漬輥上，使纖維布結(jié)構(gòu)層一 面與PTFE表面層分散液接觸進(jìn)行單面浸漬處理，通過厚度調(diào)節(jié)輥控制表面層浸漬厚度后， 進(jìn)入烘箱，依次通過烘箱的一、二、三個(gè)區(qū)，烘箱設(shè)定溫度第一區(qū)l〇〇°C、第二區(qū)240°C、第三 區(qū)360°C，以3米/分鐘的線速度經(jīng)過烘箱除去水份、助劑和燒結(jié)后卷取、檢驗(yàn)，表面層浸漬 厚度為0. 02mm，成品即為聚四氟乙烯隔熱防腐膜材。 實(shí)施例二 ⑴單面浸漬處理形成底層。PTFE底層分散液按重量百分比配比：固含量60%的PTFE乳液20%、KH550硅烷偶聯(lián)劑0. 8%